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1、基于主梁顶升及纵向平移的伸缩式开启桥设计任聪胡星宇汤晓波彭平李妍瑶（河海大学土木与交通学院，南京210098）摘要：针对以往的立转式、平转式和升降式开启桥存在通行危险、净空有限、受力多变、桥塔及设备规模大等不足，提出了一种伸缩式开启方案，通过主梁顶升及纵向平移，使开启桥拥有高安全度、无限通航净空、受力稳定、修护方便等优势，为工程界提供了一种桥梁开启设计的新思路。关键词：开启桥；顶升；平移；安全；通航净空1前言开启桥是一类较为特殊的桥梁，不仅满足了特殊的交通需求，也给城市建设带来了不一样的景观特色⑴。冃前在世界范I韦I内开启
2、桥已有较多的建设。相对而言，国外的开启桥发展水平较国内更为先进成熟，然而总体上开启桥的形式却总局限于以往的三类主耍形式，没有更大更新的突破，在此我们设计了一种新型的开启桥，以求能给未来的开启桥设计带来一些新思路。2开启桥的发展现状2.1以往开启桥建设概况开启桥是一种能满足通航需要，具有一段活动开合桥身的特殊桥梁。在一些桥面交通不是很频繁而需要航行高人船只的河道，固定式桥梁不能满足通航净空要求时，就需要建造开启桥。这样便可以大大的减少固定式桥梁所需的引桥和路堤工程量，同时降低了桥墩高度，因此开启桥是一种科学经济的桥梁形式。冃
3、前，国内外的开启桥形式主要有三种，分别是立转式，如图1所示，平转式，如图2所示，升降式，如图3所示。其中，平转式的应用较为少见。伦敦塔桥采用立转开启，开启宽度60m,如图4所示。天津解放桥也采用立转开启⑵，开启宽度47m,如图5所示。天津金汤桥采用平转开启，单叶开启宽度20m,如图6所示。温州瓯南大桥采用升降开启，开启宽度64m,如图7所示。图4英国伦敦塔桥图5天津解放桥图6天津金汤桥图7温州瓯南大桥另外，有别于以上三种开启形式，国外另有两类新型的开启桥。英国盖茨黑徳千禧桥采用扭转开启方式，如图8所示。英国折叠人彳亍桥Gi
4、zmodo采用折叠移位方式，利用扶手内部的液压系统来控制折叠，如图9所示。图8英国盖茨黑徳千禧桥图9折叠人行桥Gizmodo2.2以往开启桥的构造特点与不足之处各类开启桥发展至今，其设计与施工技术都已较为完善，然而由于自身的结构特点，都存在一些不足。2.2.1立转桥（1）开启段悬吊在通航船只的侧上方，给船只带来通行障碍及安全隐患；（2）开启段在开启过程屮处于大规模的转动Z中，受力复杂多变，对桥梁的长期使用有着非常不利的影响，对建筑材料的要求也非常高；（3）桥梁人部分时间处于桥面通车状态，双叶开启段便长期处于悬臂受力状态，这
5、无疑对设计及材料提出了更高的要求，增加了建造成木。2.2.2平转桥（1）桥梁在开启状态下，前后两个开启段分别正对着船只的通行方向，会给河道增加障碍并且大大的增加了船只对桥梁撞击的危险；（2）桥身较大的重量对位于桥墩屮的转动开启系统也有较高要求⑶。2.2.3升降桥（1）需要建造高大的桥塔和安置人规模的起吊设备，这在建设成本和外观造型方而都是不利的；（2）开启段直接悬挂在通行船只的正上方，无法满足特殊船只的通航净空要求，带來安全隐患。2.2.4扭转和折叠式开启桥对于扭转式和折叠移位式这两种新型的开启桥形式，由于其口身的结构特点
6、，只适用于行人和自行车的通过，无法承担更大的桥而荷载，这是这两类新型开启桥的最大不足。3伸缩式开启桥方案设计2.1工程概况（1）桥梁固定部分采用钢筋混凝土结构，开启段采用钢箱梁结构，可移动导梁采用钢桁架结构；（2）桥梁总跨度120m,开启跨度30m,开启段宽度10.75m,高度1・2m,固定段宽度11.45m,高度lm,双车道加两侧人行道,单车道3.75m,人行道1・5m；(3)边柱截面为1.5mX1.5m,屮柱截面为lmXlm,导梁长度30m,截面为0.8mX1.2m,共4根；(4)导梁上部轨道为工字形，长度15m,共4
7、根，固定段桥面上部轨道为槽型，长度30m,共2根；(5)开启主梁自重120T,千斤顶顶升高度1.6m,顶升吨位15T,滚轮直径0.2m,滚轮与轨道间滚动摩擦系数0.05,卷扬机⑷采用JM型快速卷扬机，钢丝绳额定速度为10m/mino3.2主梁开启构造设计桥梁主体结构分为三个部分：固定段、开启段和可移动导梁，如图10所示。具它部分包拾千斤顶、滚轮、轨道、卷扬机及启闭控制系统等。桥梁开启段在闭合情况下属于简支梁情形，开段下部安装滚轮。桥面下部设置可移动导梁，如图11所示。导梁卜•部安装滚轮，导梁上部按一定间距沿通长安装千斤顶，
8、女12所示。在千斤顶上部沿导梁半长安装轨道，如图10所示,在-•侧固定段桥面上也设置对应的轨道。另外在对应的位置安装卷扬机，分别用于控制开启段和可移动导梁的平移。图10开启桥三维构造图/400,400/10751150图11开启桥横断面图/cm固定段―开启段▼41—1-h3/T_—_一L*V—卜［
