曹妃甸工业区纳潮河一号桥主桥设计特点

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1、48桥梁结构城市道桥与防洪2012年11月第11期曹妃甸工业区纳潮河一号桥主桥设计特点卢永成，陈亮，孙海涛(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海20~92)摘要：曹妃甸工业区纳潮河一号桥是我国北方寒冷地区，强震、重载交通环境下的大型桥梁。主桥采用双孔138m独塔单索面钢一混组合梁斜拉桥。该文着重介绍斜拉桥的设计特点。关键词：单索面；斜拉桥；约束体系；组合梁；设计；唐山市中图分类号：U448．27文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)11-0~8—0340m，主塔两侧各设16对拉索。拉索按扇形索面1

2、概况布置。曹妃甸纳潮河一号桥工程位于曹妃甸工业区276l138138规划“三纵七横”路网骨架的三号路上，距已建一1号路西侧约2km，全长近2km。桥位处纳潮河河面宽约1km，最大水深15m，潮汐属不正规半日酷混合潮，水质为海水。道路等级为城市主干路，设计行车速度60km／h；荷载等级为城市一A级，并lI，。j、l田通航净：15．5x97晡通航净空：l．5~97碾按公路一I级验算。大桥设双向6车道，两侧另设非机动车道及人行道。河道代表船型为3200HP图2主桥总体布置图【单位：m)消拖两用船，设计最高通航水位4．2m，通航孔

3、净曹妃甸工业区建设期大型车辆是交通组成的高15．5m，净宽97m。桥址邻近唐山强震区，场地重要部分，占有较大比重。现场调查发现，土方车地层主要为第四系海相软土地层。超载非常严重，最大车辆重量甚至达900kN以上，该桥为曹妃甸工业区第一座大型桥梁工程，远远超过规范规定的城市A级车辆荷载为700kN要求在满足交通功能的前提下，具有地域代表性，标准。由于目前主管部门无法根本上控制车辆超体现时代风采。经多方案技术、经济与景观等综合载现象，从结构安全角度考虑，设计中将车辆荷载比较，推荐主桥采用双孔138m独塔单索面斜拉提高了1-3倍

4、。桥(见图1)。大桥建筑造型借助大海为背景，以帆2．1结构约束体系为设计元素，在塔柱上加上横杆与风缆，既在结构该桥结构抗震基于结构性能的抗震设计思受力上辅佐相助，又使主桥形态宛如在渤海上遨想，按二水准设防、二阶段设计。采用的第一水准游的一叶方舟。桥梁造型简洁，优美。相当于设计地震；第二水准相当于罕遇地震，抗震设防水准按50a超越概率3％，地表加速度峰值达到0．25g(见表1)。主塔及基础受地震作用控制设计。为了减小结构的地震响应，选择合适的结构约束体系是关键，对此进行了多方案比较。表1场地设计地震动参数一览表图1斜拉桥效果

5、图2主桥结构设计注：PGA：地表加速度峰值；一：地震影响系数最大值；B一：标准设计反应谱最大值：Tg：反应谱特征周期。主桥采用跨径为138m+138m双孔独塔单索表2列出了五种约束体系在纵向+竖向50面组合梁斜拉桥(见图2)，全长276m，桥面宽度a3％地震作用下的结构内力响应结果。塔梁固结、收稿日期：2012—06—05梁与塔间设纵向固定支座、梁与塔间设纵向滑动作者简介：卢永成(1965一)，男，上海人，教授级高级工程师从事桥梁工程设计与科研工作。支座三种约束体系塔底、承台底弯矩较大，需加强2012年11月第11期城市道

6、桥与防洪桥梁结构49基础设计。梁与塔间纵向设弹性索与设阻尼器二混凝土桥面板采用C50高性能混凝土。桥面种约束体系地震产生的结构内力相对较小，其中板标准板厚为0．26m，在腹板顶及横隔板顶附近蘸如阻尼器约束体系更具优势。通过非线性时程分析加厚至0．45m。桥面板采嘴用纵、横向预应力体系。对阻尼器不同设计参数的比较，确定阻尼系数桥面板与钢结构之间通过弘22焊钉连接。在外腹C=12000kN／m·s、速度指数毫=0．3。为满足桥梁正板处顶板两侧设置30cm长焊钉，以抵抗桥面板常使用的性能要求，塔梁结合处设置竖向固定支挑臂产生的拉

7、拔力。锯座和横向抗风支座，强震时支座纵向限位释放，阻索梁采用钢锚梁锚固方式，由斜拉索传来的巨尼器发挥作用。边墩处设置纵向滑动支座及横向大压力通过锚梁承锚板、"承力板与中腹板的连接约束装置。焊缝，主要以剪力的形式传递到钢箱梁中腹板及全断面。表2纵向+竖向50a3％地震作用下不同约束体系地震响应一览表在边墩墩顶及主塔处梁内灌注混凝土进行压编结构约桥面处塔身内力塔底内力承台底内力重，以防止桥梁运营不利状态下支座出现负反力。号束体系——————盯2．3主塔1塔梁固结456002797585711623157841021873700

8、407主塔为独柱结构，高度120．4m，采用C50高梁与塔间性能混凝土。截面形状从下往上由矩形单箱单室2设纵向固4632533957256521l8230281029072453467定支座截面(四角设半径为2．5m的圆弧)、端圆形单箱单粱与塔间室截面过渡至圆形截面(见图4)。3设纵向滑46325123