舟山西堠门大桥介绍

1、汇报人：,指导老师：,创新技术分析汇报,舟山西堠门大桥,目录,目录,岑港大桥,响礁门大桥,桃夭门大桥,一 桥梁背景,西堠门大桥,金塘大桥,舟山大陆连岛工程,2001年,2003年,2004年,2008年,2009年,一 桥梁背景,西堠门大桥所获成就,目录,二 设计特点,公路等级：四车道高速公路； 设计行车速度：80 km/h ; 设计荷载：公路- 级； 桥面宽度：2 11.5 m ; 通航标准：通航净高为设计最高通航水位以上 49.5 m , 通航净宽为 630 m ; 设计基准风速：运营阶段重现期 100 年U10 =41.12 m/s， 施工阶段重现期 20 年U10 =36.19 m/s

2、 ; 地震基本烈度：7 度。,桥梁设计标准,二 设计特点,最大设计难题风况环境恶劣,最终，首次在特大跨径悬索桥中研发并实践了新型分体式钢箱梁，并且攻克了结构抗风稳定性难题，发现了加劲梁抗风新规律，同时开创了台风期架设钢箱梁的先例。,目录,三 总体布局构思,西堠门水道为西北东南走向的水道, 长约7.7km，平均宽2.5km，最窄处宽约1.9km。西堠门水道潮流流速大, 且有强烈旋涡。 桥址区属海岛低山丘陵区，地形、地势起伏变化大。同时，桥址区水下地质情况复杂。 首先，根据桥位区的水文条件，大桥宜采用大跨径的索结构桥型方案，这样可以避免修建深水基础，从而减小施工难度、节省投资。其次，本桥的通航要求

3、高，通航净高为49.5m，因此应选择两岸有山的位置，这样可根据桥梁纵坡选择合适的等高线相连，从而减短引桥长度、降低造价。 按照构思思路，有左图所示的3个桥位可以考虑。,水文、地质条件,三 总体布局构思,通过比较，最南侧桥位跨海距离最短，且可利用桥位处的老虎山，大大减小主跨跨径，因而其工程规模及技术难度远小于其他两个桥位，具有相当明显的优势。故最终桥位选定在如图红线所示处。 桥位处水面宽度约为2000m，被老虎山分为南、北两汊。南汊宽度约为1600m，最大水深达95m；北汊宽约370m，最大水深约为70m 。,册子岛,金塘岛,桥位比选,三 总体布局构思,西堠门大桥的主桥的塔、锚均位于直线上。而桥

4、岸上的南边跨引桥如果布置成直线, 其后的跨水库特大桥需采用120130m的大跨径结构以及穿越小东堠山岭长度约300m的隧道, 两项工程造价将达6000万元。 因此，南边跨引桥设置半径1250m的平曲线右弯(即过南塔后开始平弯)，减小了施工难度，同时降低了工程造价, 平面线形确定后，纵面竖曲线的布设方式亦随之确定，即中跨范围设置竖曲线，全桥纵坡为2.5%。,桥梁平面布置,三 总体布局构思,三 总体布局构思,因为南汊水道要求的跨越能力已达1500m以上，属于悬索桥的适用跨径范围，所以主桥桥型方案采用悬索桥方案。同时根据造价估算，最终选定跨径为1650m的悬索桥方案。 综上，西堠门大桥采用老虎山设塔

5、、两个大跨(即中跨、北边跨)分别跨越南北汊水道的方式跨越西堠门水道，塔、锚均位于岸上。悬索桥主缆分跨为578m +1650 m+485m，矢跨比为1/10 。,北侧,南侧,桥梁立面布置,三 总体布局构思,桥梁横断面方案比选,三 总体布局构思,西堠门大桥的颤振检验风速高达78.74 m/s , 这对加劲梁的气动稳定性提出了很高的要求。 在对加劲梁的型式进行充分比选后，最终采用扁平流线形分离式双箱断面，即第一种断面方案。,桥梁横断面方案选定,目录,四 技术创新理念,空气动力稳定性是大跨径悬索桥设计的主要考虑因素，也是西堠门大桥设计所面临的主要挑战。 为此，针对中央开槽的双箱断面、单箱断面及敞开式格

6、构的双箱断面进行了研究。（见前面横断面方案比选） 针对中央开槽加劲梁断面进行颤振优化选型，采用CFD计算和二维颤振分析相结合的方法，进行了数值风洞气动选型，最终决定开槽宽度为6m； 另外，也开展了对静风失稳临界风速研究, 采用计入三分力影响的非线性有限元分析方法, 通过对中央开槽断面加劲梁竖向、侧向和扭转位移随风速变化的计算, 确定静风失稳临界风速, 并通过风洞试验验证。,桥梁抗风性能研究,四 技术创新理念,双箱分体式钢箱梁设计及安装,西堠门大桥首次在大跨径悬索桥中采用双箱分体式钢箱梁，其各部分构件的传力途径、力学特点与整体式钢箱梁有较大的差别，横向传力构造成为关键部件，其传力是否顺畅，是否有

7、效适用，尤为重要。综合考虑架设阶段与运行阶段的受力要求，本桥在分体箱梁之间设置了横向连接箱梁与横向连接工字梁。,西堠门水道特点是：水深流急，主槽深；实测最大涨落潮漂流流速较大；水道内存在裸露的孤丘和水下暗礁，且有强烈的漩涡；桥位区地形、地势起伏变化较大，弱、微风化基岩埋藏浅或直接裸露。在对钢箱梁运输船舶定位作业的时机和方式进行选择时, 考虑上述因素, 不便实施传统的抛锚定位, 而考虑动力定位（一种可以不用锚系而自动保持海上浮动装置的定位方法）。,四 技术创新理念,直升机牵引先导索过海的新技术,由于西堠门大桥海域环境复杂，且该航道是国际航道兼军用航道，不宜封航。经与传统的先导索过海方法(自由悬挂

8、拖船牵引法、浮索法、水底牵索法)进行比选后，决定采用直升机牵引悬索桥先导索过海的新技术。,本桥对直升机牵引先导索过海技术进行了深入研究，首次提出了放索系统与直升机分离的创新模式，大幅降低了直升机的负荷和改造费用，为选用经济合理的直升机机型提供了基础。另外还研制了功能完善的，可以高速放索、收索、制动、降温、轻便灵活的放索系统。通过大量飞行试验, 总结出了在不利风况条件下, 直升机飞行与放索系统的协调控制技术。,四 技术创新理念,钢箱梁电弧喷涂层纳米改性封闭漆 和桥面活动风障,西堠门大桥钢箱梁在海洋环境中, 容易遭受盐雾大气的腐蚀，因此，针对长效防腐措施的研究尤为重要。本桥将纳米技术与封闭涂料相结

9、合，成功研制了新型电弧喷涂层纳米改性环氧封闭漆，妥善解决了上述难题。纳米环氧封闭漆真正渗透进了喷铝涂层内部，基本上填充了铝涂层内部的孔隙，起到了良好的物理封孔的作用。,在西堠门大桥的设计过程中首创了可变姿态的活动风障，保障了桥面行车与结构抗风的安全性，显著提高了经济和社会效益。具体操作是：有风时竖起风障，保障行车安全，提高通行能力；无风时放倒风障，降低桥梁风阻系数，确保桥梁安全。,目录,五 景观要求考虑,拉索体系桥梁最能其体现美学价值的部位是桥塔。 索塔为钢筋混凝土门式框架结构。索塔塔柱横向上端内倾，塔柱外侧线条两次倾斜，使桥面以下塔柱的锥度增大，产生强烈的美学效果。 塔柱为钢筋混凝土箱形截面

10、，上塔柱为等截面；中塔柱自中横梁开始线性变化至标高 67.0m，而后线性变化至塔底截面；其中标高在 59.5m 以上的 15m 高度范围内，截面尺寸按圆弧形变化。为美化索塔外形，在塔柱截面四角设置了尺寸为 70cm 70cm 的直角凹缺。,桥塔美学设计,五 景观要求考虑,西堠门大桥选用橙红色的“佛光黄” 作为主色调。从佛文化中引申提炼出代表色“佛光黄”色彩应用在西堠门大桥上，使大桥更显尊严、吉祥，线条明快而醒目，十分鲜明地表达了舟山群岛的“海天佛国”这一地域特色。 西堠门大桥的重要涂装要素为桥塔、主缆和箱梁。这些主体结构部位均与“佛光黄”为同一色系，视觉冲击效果更强烈，标志性工程的形象得到凸显。次要涂装要素为吊索和锚碇，这两部位运用柔和色系，给主体色以必要的辅助搭配, 丰富了主体色彩。,桥梁色彩涂装,五 景观要求考虑,西堠门大桥的夜景方案为“流金戏波” 在数百盏各式灯光的映照下，