世界连续刚构桥第一高墩——赫章特大桥

2016-11-06 by:CAE仿真在线来源:互联网

1、项目背景

赫章特大桥位于贵州省铜仁至威宁高速公路毕节至威宁段第九合同段赫章县城南东方向约1km处。

2、设计要点

(1)主梁

主梁横断面为单箱单室截面,C55混凝土,根部梁高11.5m,跨中梁高4m,根部底板厚1.3m,跨中底板厚0.32m,梁高和厚度均按1.6次抛物线变化。

主梁断面如下图:

(2)主墩

11号主墩墩高为195m,采用C50钢筋混凝土单箱三室截面形式,箱墩横向宽17.5m,纵向顶宽9.0m,外侧按60:1放坡,纵向底宽15.5米,横桥向壁厚1.2m,纵桥向壁厚1.2m,竖向5道横隔板,墩顶、墩底各设3.0m实心段。

11号桥墩构造如下图:

10号、12号主墩墩高分别为80m和70m,采用2个C50钢筋混凝土双薄壁空心墩,薄壁墩宽7.5m,厚3.0m,横桥向壁厚1.0m,纵桥向壁厚0.6m,在距离顶4.0m高范围内为实心段,墩顶设2m实心段,距离墩底3.0m设实心段。

3、设计特点与创新

(1)赫章特大桥11号主墩墩高达到195m,为世界上连续刚构桥梁中的第一高墩。

(2)针对超高墩连续刚构桥中采用的四种桥墩形式,推导了双薄壁截面尺寸拟定公式和组合式桥墩弹性临界力计算公式。

(3)利用抗推刚度等效原理,推导了变截面独墩和组合式桥墩等效刚度计算公式,利用抗推刚度近似计算临界欧拉荷载。

(4)运用结构力学中的位移法,推导了三跨、四跨和五跨连续刚构桥主梁根部与跨中弯矩、梁端转角位移以及桥墩顶、底截面的弯矩值计算公式,分析了墩梁线刚度、边跨中之比对连续刚构桥内力与变形影响,提出了较为合理的布孔方案。

(5)运用MIDAS/Civil程序,研究了预应力筋的瞬时性和时效性对大跨度连续刚构桥受力行为的影响,得到了管道摩阻是预应力损失最大的结论,提出延长预应力张拉持荷时间以确保有效预应力筋能传递到全部梁体,通过二次张拉克服施工过程中的不对称性张拉带来的管道摩阻不均匀问题。

(6)基于弹性稳定理论,运用能量原理推导了超高墩在初始缺陷以及风荷载、施工荷载作用下的弹性临界力;根据边缘纤维屈服准则,推导了高墩垂直度限值计算公式。

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