重庆朝天门长江大桥钢桁拱桥设计简介.ppt

钢桁拱桥设计简介,重 庆 交 通 科 研 设 计 院 中铁大桥勘测设计院有限公司,重庆朝天门长江大桥,联合体,设计单位,汇报人：段雪炜,钢桁拱桥设计简介, 桥位、全桥总体布置与主要技术标准 主体结构的构成 主桥的主要设计特点 主桥施工工艺流程,汇报内容,桥 位,朝天门长江大桥包括主桥和南、北两侧引桥，全长约1741m。其中主桥932.0米，为190+552+190m的连续钢桁系杆拱桥；北引桥长314.0米，南引桥长495.0米，均为预应力混凝土连续箱梁桥，最大跨径54m。 全桥为双层桥面交通。上层桥面为双向六车道，下层桥面为双向城市轨道交通和两侧预留双向两车道交通。,全桥总体布置与主要技术标准,重庆朝天门大桥主桥立面结构图,重庆朝天门大桥钢结构图,吊索全桥共有3种规格: 2束151丝7毫米钢丝 2束139丝7毫米钢丝 2束127丝7毫米钢丝,主桥横断面布置,主桁梁和桁拱节点绝大部分都采用拆装式结构构造，各杆件通过节点板和拼接板在节点构造范围，采用M30的高强度螺栓现场连接。,为使两片主桁梁（桁拱）有机的连接成为一体，以及桥跨结构承受的横向力（如风力）的顺利传递，在桁拱的上、下弦，中支点范围内的加劲弦设置有纵向平面联结系，在主跨下层系杆层及主桁杆件中部的下层桥面设置也有纵向平面联结系。,为使两片主桁梁（桁拱）有机的连接成为一体，以及桥跨结构承受的横向力（如风力）的顺利传递，在桁拱的上、下弦，中支点范围内的加劲弦设置有纵向平面联结系，在主跨下层系杆层及主桁杆件中部的下层桥面设置也有纵向平面联结系。,纵向平面联结系杆件均采用箱形断面，其各杆件间以及平联杆件同主桁（拱）间，在现场采用M24的高强度螺栓连接。,主桥行车系的构造： 上层6线机动车道采用带有纵梁及纵肋的开口式钢桥面板，桥面板的纵梁及纵肋的腹板与位于节点处的横梁在现场采用M24的高强度螺栓连接，其面板与横梁面板在现场焊接。横梁腹板也采用M30的高强度螺与主桁连接，钢桥面板不与主桁连接。,下层桥面中位于两侧的机动车道与上层桥面构造相同，位于桥梁中间的城市轨道交通采用“工”断面的钢纵梁，纵梁和横梁间现场采用M24的高强度螺栓连接。,朝天门大桥钢梁在结构设计中的一些考虑,主桥的主要设计特点, 主桥整体结构的受力体系,本桥钢梁是通过支座将其所承受的竖向荷载传递给桥梁桥墩、基础，对桥墩及基础完全呈现出三跨连续梁的受力特点，上部钢结构中也只有主跨552米中系杆作用范围的488呈现系杆拱的受力特征（见下图）中红色范围，,对钢梁的安装方法总体上可按传统的钢桁梁安装，考虑实现内部系杆拱受力的工法。,主桥钢结构采用的材料及设计中采用的应力水平,目前本桥钢结构的施工图设计中，主体结构选择了三种钢材，分别为Q420、Q370和Q345，三种钢材的不同点仅在于各自强度的屈服点和极限点不同，它们的弹性模量均相同，因此它们在一定应力范围的变形是相互协调且相同的。 目前国内现行铁路、公路的钢结构桥梁设计规范均为以弹性理论为基础的容许应力法。正在进行的设计工作中对各部分构件,均按规范规定的限制进行控制，同时考虑厚板效应，根据不同板厚屈服强度的不同与容许应力值之间按线型进行调整，具体的做法就是:,设计基本容许应力=,设计中在结构的运营及安装的全过程中主体结构各部位构件的应力均控制在规范规定的不同工况容许的应力范围以内。,结构线型的控制,结构的容许应力各个阶段均控制在屈服强度范围，在此应力水平中，构件受力产生变形，当构件受力消除，结构恢复原形，整个结构在弹性范围进行应力、应变变化。设计中对结构几何尺寸的描述以及具体施工图中各部构件的内部尺寸均为结构的无应力状态下的尺寸。工厂制造时构件的各部分尺寸也是无应力尺寸（但需计入温度变化对尺寸的影响）。,因此，结构整体的无应力线型主要是由工厂制造精度来保证的，钢梁安装过程对线型的保证主要是保证相连部位处各构件上栓钉群中心的重合，栓孔直径和螺栓直径间存在约23毫米差值，在架设施工中是不应考虑的。如果工厂制造精度出现偏差，仅通过架梁工艺是不能消除对成桥线型的影响，因此要求工厂杆件出厂前都需要试拼装。,设计控制内力,目前设计中对主桥各构件的设计控制内力是通过两个方面来取得： 一是对主桥成桥状态下各构件在结构自重、车辆荷载作用，以及风力、温度变化作用下的所有按规范规定的组合工况下进行内力分析后得到； 二是根据确定的施工架梁工艺，针对结构在架梁过程中出现的各种控制工况的内力分析后得到。,在取得以上两方面的控制内力即成桥控制内力和安装控制内力后，进行比较分析后得到各构件的最终设计控制内力。这也是作为设计者非常