曹妃甸跨纳潮河大桥主桥设计

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1、2011年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构63曹妃甸跨纳潮河大桥主桥设计马韬(中铁第一勘察设计院集有限责任公司，陕西西安710043)摘要：曹妃甸跨纳潮河大桥是一座80m+l28m+80m=跨双塔单索面预应力混凝土宽桥面部分斜托侨，采用塔粱固结、墩上设支座的结构体系。经动静力结构分析，该桥力学性能及耐久性、抗风抗震及结构稳定性良好．满足现行设计规范要求。关键词：部分斜拉桥；总体设计；宽桥面；桥梁设计中图分类号：[1448．27文献标识码：B文章编号：1009—7716(2011)05—0063—033．2结构设计1工程概况曹妃甸跨纳潮河大桥采用80m+128

2、m+80m曹妃甸港区位于唐山市南部70km南堡地区双塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥(见图1)。结曹妃甸岛，东距京唐港33海里，距北京约230km，构体系采用塔梁固结，桥墩上设支座的连续梁形距青岛约870km、北伦港1300km，距大连港约式。主梁采用单箱五室大悬臂箱梁，支点梁高5．0m，850km。该T程位于曹妃甸港区连接lT业区与陆跨中梁高2．8m，变高段长49m，梁高按二次抛物域的1号路上，是南规划纳潮河引起的改建工程。线变化。箱梁顶宽37．5m，悬臂长3．5m(人行道是1号路跨越纳潮河的重要枢纽工程。在设计上，悬挑0．5m)，箱梁底宽29．375～28

3、．275m。箱梁外主桥采用了单索面部分斜拉桥结构，引桥采用现腹板斜置，斜率4：1。中跨、边跨合龙段2．0I13，边浇连续箱梁结构。跨现浇段15．0m。主梁按全预应力构件设计，采用二三向预应力体系。2设计标准主塔高为l8．35m，为主跨的1／7，主塔采用设计荷载：车辆荷载为公路I级(双向6车实心矩形截面，钢筋混凝土结构，顺桥向尺寸为道)，人群荷载为3．5kN／m。顶部3．5m、底部5．0m，横桥向尺寸为2．0m。桥型布置：80m+128m+80Ill部分斜抟桥，桥塔身斜拉索通过处设有鞍座以便拉索通过。斜梁总宽38．51TI。拉索为单索面，横桥向呈两排布置，间距

4、1．0m，地震动参数：抗震设防烈度7度，地震动峰值每个拉索设置一个鞍座，鞍座采用分丝管结构加速度为0．15g，桥址场地类别III类。形式，弯曲半径4．5113。在两侧斜拉索出口附近设置抗滑装置，索塔锚固后两侧斜拉索产生的3总体结构设计不平衡索力由抗滑装置直接传至桥塔。图2为3．1设计构思主梁断面。斜拉桥是一种由塔、梁、索3种基本构件组成斜拉索为单索面，横桥向呈两排布置，间距的组合桥梁结构体系。斜拉桥是以梁的受压和索1．0m，每根拉索采用43根15．2mill环氧喷涂的受拉来承受竖向荷载，部分斜拉桥是以梁的直钢绞线。塔根附近无索区梁长21m，有索区梁长接受弯、

5、受压、受剪和拉索的受拉共同承受竖向40．0in，中跨中无索区梁长2．0m。塔上竖向索间距荷载，其受力特征介于斜拉桥和连续梁桥之间。0．9in，横向索问距1．0m，梁上纵向索问距4．0m，作为斜拉桥的一个分支，部分斜拉桥主梁的高跨横向索间距1．0m。比值较一般斜拉桥大，介于斜拉桥与连续梁桥之下部采用板式桥墩，配群桩基础，主墩采用间。部分斜拉桥的整体结构刚度主要南梁体提25根2．2m钻孔灌注桩，边墩采用15根1．5m供，拉索的刚度仅起加强作用，因而斜拉索应力钻孑L灌注桩。主墩及边墩均设置破冰棱，以防止冰变幅较小。斜拉索的疲劳问题不突出，使用较大凌堆积。的斜拉索初

6、张力可以实现对结构整体性能的调因纳潮河河道是在该桥建成后开挖形成，整和改善。原地形便于支架施工，故主桥施工采用支架法逐节段施工。主梁节段主要施丁划分为5收稿日期：2011—01—13个施工步骤。全桥计算时共划分为46个施工作者简介：马韬(1977一)，男，陕西西安人，T程师，从事桥梁设计T怍阶段64桥梁结构城市道桥与防洪2011年5月第5期28800128oo图1跨纳潮河大桥总体布置图(单位：cm)图2主梁断面(单位：c：m)算结果中提取的外力和边界条件进行空间分析。4结构计算分析4．2分析结果4．1分析模型经计算，施工阶段主梁上缘最大压应力为结构静力计算采

7、用midascivil7．41进行计11．17MPa，最大拉应力为一0．11MPa，截面下缘最算，主梁、桥墩、桥塔采用空间梁单元模拟，斜拉大压应力为11．29MPa，最大拉应力为一0．63MPa。索采用索单元模拟，结合施工过程，全桥共采用节施工阶段主塔最大压应力为12．0MPa。运营阶段点1471个，索单元】258个，边界条件220个，施主梁上下缘均处于全截面受压状态，短期组合下工阶段46个。结构静力计算包含的荷载主要有恒最大压应力为9．3MPa，发生在主梁中跨根部上载、二期恒载、活载、均匀升降温、梯度温差、墩台缘；最小压应力为0．08MPa，发生在主梁边跨

8、根不均匀沉降、百年风荷载等。部上缘；最大主拉应力为～