由青岛跨海大桥引出的悬索桥建筑结构

1、由青岛跨海大桥引出的悬索桥建筑结构论文摘要：青岛跨海大桥是自锚式悬索桥，全长超过我国杭州湾跨海大桥与美国切萨皮克跨海大桥是当今世界上最长的跨海大桥。 大桥于2011年6月30日全线通车。是我国建桥者自行设计、 施工、建造，具有独立知识产权的特大跨海大桥。引言：本文通过对刚刚建成的宵岛跨海大桥的简要建筑介绍及其世界创举，引出了对悬索桥的概念介绍及结构特点。1、宵岛跨海大桥结构简介青岛海湾大桥是青岛海湾大桥又称胶州湾跨海大桥，是青岛市规划的胶州湾东西两岸 跨海通道“一路、一桥、 一隧"中的“一桥"。起自青岛主城区海尔路经红岛到黄岛，大桥全长41.58千米，投资100亿，历时4年

2、，全长超过我国杭州湾跨海大桥与美国切萨皮克跨 海大桥，是当今世界上最长的跨海大桥。大桥于2011年6月30日全线通车。是我国建桥者自行设计、施工、建造，具有独立知识产权的特大跨海大桥。中国与世界建桥史又翻开了崭 新的一页。东起青岛主城区黑龙江路杨家群入口处，跨越胶州湾海域，西至黄岛红石崖，（一期 工程）路线全长新建里程 28.047公里，（二期工程12公里。）其中海上段长度25.171 公 里，青岛侧接线 749米、黄岛侧接线827.021米、红岛连接线长1.3 公里。工程概算 投资90.4亿元。青岛海湾大桥工程包括三座可以通航的航道桥和两座互通立交，以及路上引桥、 黄岛侧接线工程和红岛连接线

3、等，全长41.58公里，为世界第一跨海长桥。大桥为双向六车道高速公路兼城市快速路八车道，设计行车时速80公里，桥梁宽 35米，设计基准期100年。2、悬:索桥建筑结构2.1、悬索桥基本概念青岛海湾大桥采用的便是自锚式悬索桥结构。悬索桥，是由两个主塔将作为主要承重构件的主缆索架起，再用固定在主缆索上的吊杆将作为桥面承重构件的主梁悬吊住。这样，作用在桥面上的竖向移动荷载就可通过主梁和吊杆加载于主塔，传给地基。在力的传递过程中，吊杆和主缆索均承受着很大的拉力，此拉力由两岸桥台后修筑的 巨型锚锭平衡。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主，是当今跨度超过1000米的唯一桥式。然而青岛海湾大桥却别具一格，

4、第一、其红岛航道桥索塔位于 233#墩，塔柱横向呈“H'形，为C50钢筋混凝土结构，索塔塔柱高均为 71米，塔柱截面在横梁以下为变截面，横梁 以上为等截面形式， 拉索锚固区为钢锚板式锚固结构，与塔柱混凝土组成钢混结构。红岛航的优势道桥为主跨120米独塔斜拉桥，总长240米。第二、其大沽河航道桥为不对称独塔四 跨连续钢箱梁自锚式悬索桥，全长610米，最大通航跨径为 260米，该航道桥采用 双边钢箱梁+横向连接箱”结构，同类结构为国内首次采用，也为世界首座，建成后将成为青岛市地标性建筑。该航道桥主塔塔柱采用国内先进的液压自爬模施工工艺，选用高压混凝土泵一级股泵送方案进行塔柱混凝土浇筑。主塔

5、塔柱共浇筑海工高性能 C50混凝土 5442.4方，使用钢筋约657吨。总体平面布置总体设计2.2自锚式悬索桥的优缺点悬索桥的采用高强钢丝成股编制成钢缆，充分发挥其优越的抗拉性能，因此结构自重轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径；而且成卷钢缆便于运输，也便于无支架悬吊 拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。悬索桥边跨与主跨之比一般为 0.30.4，最小可达0.21。另外悬索桥美观，中小跨度自锚式悬索桥近来也因为造型美观受 到国内设计建设者的青睐。而自锚式悬索桥的主要优点是：1.不需修建大体积的锚碇。尤其在地质条件很差的时候，这 一点显得特别重要。2.跨径布置较灵活，可紧密地结合地形，即可作成

6、一般的双塔三跨悬索 桥；也可作成单塔双跨悬索桥。但不得不说的是自锚式悬索桥也存在着明显的缺点：1.用钢量大，造价昂贵。由于主缆直接锚固在加劲梁上，梁承受很大的水平轴向力。为了能抵抗这巨大的水平力，必须加大梁的截 面，并且在梁的各板件上，设置很多加劲件，以防止梁和板件的压屈。2.施工步骤的限制。 由于主缆锚固在梁上，因此锚固跨的梁必须首先吊装完成，才能架设主缆。这一点和一般悬 索桥是不相同的，一般悬索桥是先架设主缆，再吊装加劲梁构件，直至合龙；而自锚式悬 索桥必须先吊装梁，再架设主缆。因此在安装梁时，不得不搭设临时排架，吊装大型 梁的节段，增加了施工的麻烦。2.3著名的悬索桥实例 我国应用悬索桥

7、的历史比西方早1000多年，中国工农红军强渡大渡河铁索桥已尽人皆知。但现代大跨度悬索桥的建筑却是近年的事。其中1995年建成的汕头海湾大桥（跨度452m）、1996年建成的西陵长江大桥（跨度 900m）和1997年建成的虎门珠江大桥 （跨度888），在设计 和施工技术上都接近世界水平。19999年10月1日建成通车，名列中国第一、世界第四的江阴长江大桥，标志着我国悬索桥建造水平也已进入世界前列。该桥全长1385m桥面宽33.8m,按6车道高速公里要求设计，桥下通航净高50m可满足5万吨级巴拿马型散装货轮通航。2.4当今世界第一悬索桥一一青岛海湾大桥青岛海湾大桥三个主航道桥（沧口、红岛和大沽河航

8、道桥）分别采用钢箱梁双塔斜拉桥、 钢箱梁独塔斜拉桥和独塔自锚式悬索桥，其结构简捷，经济合理，美观协调，气势磅礴，国 内外尚无同类型结构，是世界上屈指可数的桥梁集群。工程技术难度大，条件复杂，受水文、地形、通航、航空和地质结构条件的制约，创新点很多，有45个高精尖专题研究课题有待攻关。沧口航道桥为双幅分离双塔双索面钢箱梁斜拉桥，桥跨布置为80 + 90+ 260+ 90 + 80 =600m,边跨设置辅助墩，采用五跨连续半漂浮结构体系，斜拉索采用平行索布置。两幅桥 索塔分离，单幅索塔为 H形结构。分离索塔的间距为 30.5m，索塔塔柱间距为20.6m,索塔高 105m，索塔为混凝土结构。 塔柱断

9、面为倒角的矩形断面，塔底断面为4.5m （横）X6.0m （顺），塔柱标准断面为3.0m （横）4.5m （顺）。斜拉索在索塔上采用交叉锚固形式。索塔基础为 双幅桥整体基础，采用 28根直径2.5m的钻孔灌注桩。承台为圆倒角的矩形承台，长 67.5m、 宽17.0m、厚5m,外设防撞消能设施。斜拉索采用稀索体系，三对拉索呈竖琴形布置，每组 索由两根索组成，共2WX16=96根拉索。本桥斜拉索采用高强平行钢丝拉索。红岛航道桥采用主跨120m独塔平行稀索钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为 120 + 120= 240m , 采用两跨连续半漂浮结构体系，斜拉索采用平行索布置。两幅桥索塔分离，单幅索塔为H形结

10、构。分离索塔的间距为 30.5m，索塔塔柱间距为20.6m,索塔为钢筋混凝土结构，横梁为 预应力混凝土结构，塔柱断面为倒角的矩形断面，塔柱标准断面3.0m （横）X3.5m （顺）。索塔斜拉索采用耳板销接锚固。索塔基础采用27根直径2.2m的钻孔灌注桩，承台为圆倒角的整体式矩形承台，长68.5m、宽15.1m，厚5m,外设防撞消能设施。分离式主梁采用抗风性 能良好的扁平流线形封闭钢箱梁。主梁高3.13.5m,顶宽20m （不含风嘴），底宽4.8m。主梁底板水平，顶板设有 2%的横坡。斜拉索采用稀索体系，3对索呈竖琴形布置，共 2X2X6根拉索。大沽河航道桥桥跨布置为 80+260+190+80

11、=610m ,为克服主缆锚固处加劲梁的支座的一部 分上拔力，在主跨大沽河航道桥是青岛海湾大桥三座航道桥中规模最大、设计和施工难度最高的一座桥，该桥采用自锚和边跨两侧各布置了80m跨度的辅助跨，主跨和边跨为悬吊体系，主跨矢跨比为1/12.53，边跨矢跨比为1/18。索塔采用独柱混凝土塔，塔高 149m。塔身截面采用哑铃形变截面，底部截面尺寸为10刈0m，从下向上截面尺寸逐渐缩小，至93m高度处截面尺寸缩减为5X5m，等截面至塔顶下15m处，之上逐渐再加大截面尺寸，至塔顶截面尺 寸为7X7m，以满足塔顶主索鞍构造尺寸的要求。索塔基础采用24根钻孔灌注桩，桩径2.5m,承台为圆倒角的八边形，横向长

12、42m,顺桥向宽23.25m,厚6m。为提高全桥结构的抗扭刚 度，改善结构的动力特性，在索塔两侧设有三角撑，在其上设置钢箱加劲梁的竖向支座。采 用轻型的钢结构桁架，桁架的水平杆及斜杆采用焊接箱形结构，箱形结构高1.2m、宽2m,板厚采用40mm。三角撑与塔柱的连接，通过预埋在塔身内的由钢板和型钢组成的桁架结构 在塔身外侧采用高强螺栓连接。自锚式独塔悬索桥结束语：经过这几天的努力，由青岛跨海大桥引出的悬索桥建筑结构论文终于完成 在整个设计过程中，出现过很多的难题，但我经过努力一一克服了，在不断 的学习过程中我体会到：写论文是一个不断学习的过程，从最初刚写论文时对建筑结构问题的模糊认识到最后能够对 该问题有了初步的的认识， 我体会到了学习的重要性， 以前只是明白基础， 没有经过专业的 学习，对知识的理解不够明确，通过这次写论文，真正做到了初步的接触专业总之，我深刻体会到要做好一个完整的事情， 需要有系统的思维方式和方法， 对待要解 决的问题，要耐心、要善于运