大跨度桥梁设计与施工技术

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大跨度桥梁设计与施工技术是现代土木工程领域的重要组成部分，其核心目标是在复杂地质、气候和环境条件下，建造安全、经济、美观且功能强大的超长跨度桥梁。随着社会经济发展和工程技术进步，大跨度桥梁的设计与施工技术不断创新，以满足日益增长的交通需求。

施工技术方面，大跨度桥梁建设面临诸多挑战，如深水基础施工、超高塔柱建造以及主缆或主梁的精准安装。为克服这些困难，工程师们开发了多种创新工艺，例如浮运架设法、转体施工法和缆索吊装法等。此外，智能化施工设备的应用（如全回转吊机、爬模系统）显著提高了施工效率和精度。同时，基于物联网和大数据的实时监测技术能够有效保障施工过程中的安全性。

总之，大跨度桥梁设计与施工技术的发展推动了全球交通基础设施建设的进步，体现了人类智慧与自然和谐共存的能力。未来，随着新材料、新工艺的不断涌现，大跨度桥梁将更加高效、环保并具备更强的适应性。

主梁在2座主塔及6座边墩上均为竖向支承。水平抗风支承只在2座主塔和尾端墩上设 置。纵向约束采取在2座主塔的前后设弹性水平拉索予以控制。拉索中给以适当的初张力 以不出现松垂为原则。弹性索截面的极限强度的选定，以在发生相当于抗震设计的地震烈度 时可以破断为准。

主梁在分段吊装架设中有3次的合龙作业。第1、2次为经双悬臂拼装在边跨与混凝土箱 梁端部伸出的钢接头进行合龙。第3次则为在主跨跨中的全桥合龙。在施工安排中于2座主 塔的前后布置1对可操纵的水平千斤顶对钢箱梁进行纵向锁定，合龙时利用千斤顶对合龙间 隙进行调节铁路工程联络线t梁湿接缝施工方案，而不是静待温度升降的单一手段。

斜拉桥向特大跨度发展，首要的条件是应改革目前习用的厂制成品索的结构方策。近牢 国外较为流行的采用全封闭镀锌钢绞线平行组成配以夹片群锚的新一代斜拉索体系，便是 种具有施工简易、张拉轻便和有4层防护的新构造。国内已在几座跨度不大的斜拉桥上采用 平行钢绞线斜拉索进行尝试，然而理念上只是将预应力群锚体系加以移植，似乎没有顾及到斜 拉索在桥上是处于低应力张拉的不稳定状态这样一种受力的特点。本桥在设计中，着眼于技 术进步的推动，在受国外已采用过斜拉索结构方式的启示下，协助国内的有关厂家，研制成功 0VM250型斜拉索体系，应用于本工程之中。其结构情况见图5。

国际上该种斜拉索出现有2种不同的 锚固方式。一种是无粘结式，它便于复测 索拉力和单根抽换钢绞线。另一种是有粘 结式，是一种较为保守的方式。本设计鉴 于本桥的自重较轻，安装过程中要防台风 以及强地震等因素，因而采用有粘结的保 守方案。

4.2斜拉索的张拉原则

在1根斜拉索中具有多根独立的钢绞 线。通过逐一张拉单根钢绞线而形成整索 的张拉力，保持各根钢绞线中的拉力基本 致是借助于“等张力法”予以实现。其原

图L50VM250型斜拉案体系

则是根据主梁和主塔变形刚度将第1根被张拉的钢绞线的超张力算出。在操作中第1根是用 工作夹片临时固定并连接拉力传感器。第2根被张拉的力停止在与第1根下降后的拉力相等 的位置，如此逐根进行乃至最后1根钢绞线，最终所有各根必定是处在等拉力的状态。

4.3斜拉索的抑振装置

本桥的全模型风洞试验由同济大学主持，试验结果表明桥梁在整体上具有定够的

稳定性：但是有关斜拉索的风致振动问 题，风洞试验则难于真实模拟作出判断 设计小根据目前国际上在该项技术中的 最新发展，请清华大学有关部门进行对任 本桥斜拉索上加装体外抑振装置的研制， 全桥合龙成桥后，平常阵风风力在6级以 上时，8个索面产生不同程度的驰振等现 象，不得不先采取安装二阶索的临时措 施，风振情况有所缓解，但对面外的振动， 效用有限。1999年底在全桥160根斜拉索 上完成了外接粘性剪切阻尼器（HCA)的 安装，经实际在桥上检测，斜拉索第1阶 模态阻尼8值提高到原来的7～16倍，基 本上抑制住有害的索振现象，见图6。这 是本桥对国内特大跨度斜拉桥的技术发 展所作的有益贡献

特大跨度现代桥梁向超长、柔性方面 发展无论在国内国外都将是一种趋势， 桥梁设计主持人要面对多种多样需要解 决的技术问题，同时又要随时随地求得技 术上的发展与进步。首先在概念上要随

图6外接粘性敦切阻尼器

大跨度桥梁设计与施工技术（2002）

青洲闽江大桥结合梁斜拉桥设计

（中铁大桥勘设院，湖北武汉430050）

摘要：青洲闽江大桥正桥为主跨605m的结合梁斜拉桥，桥面宽29m，通航净 高43m，该桥两主墩基础分别采用直径2m钢管桩和直径3m的钻孔桩，钻石形主 塔，主梁采用工字形钢纵梁和混凝土面板共同受力的结合梁，主梁上的斜拉索锚固结 构直接焊接于主梁的上翼板，斜拉索采用新型钢绞线体系。介绍该桥结构设计特点 以及结构的架设与安装程序，最后简述了大桥独具特色的抗风性能及采取的气动 措施 关键词：斜拉桥；结合梁；桥梁设计；抗风设计 中图分类号：U448.27；U442.5文献标识码：A

青洲闽江大桥位于福州市马尾区与长东市之间，跨越闽江。飞既定国家治海文迪工十 “同三线”（黑龙江省同江至海南三亚国道）的枢纽工.程，又是福州市区至长乐国际机场的机场 专用路的关键工程。该桥为双塔双索面结合梁斜拉桥，跨度布置为（40+250+605+250+40) 主跨605m.两边跨40m为过渡孔，总布置见图1，其技术标准如下。

设计篇·青洲闽江大桥结合梁斜拉桥设计 高宗余

2.1北主墩（2号墩）基础

2.2南主墩（3号墩）基础

南主墩位于西门礁上，礁石呈坡形，墩位处大部分地方基岩外露，局部有不到1m厚覆盖 层，岩石强度很高，无较大裂隙现象。该基础采用直径3m钻孔桩14根。施工中采用微爆破 法成孔。整个基础采用双壁钢围堰法施工。

2号主塔墩位于深水区武进区武航小区安装工程施工方案，该墩基础设计需考虑船撞力。本设计为了缩短工期，2号主塔墩 基础采用钢管桩基础，高桩承台，桩基自身不足以抵抗船撞力，需另设防撞结构。 为了不因防撞设施的施工而延长主结构的工期，本桥采用分体防撞墩来抵抗船撞力。船 撞力的方向来自主墩下游港区，分体防撞墩为直径18.5m双壁钢围堰、顶节为钢筋混凝土结 构，内填砂土、碎石。同时，在主墩承台除下游侧以外的周边设置D300mm×300mm×1500 mm的橡胶舷结构来吸收船撞能量，以降低撞击对船体及主墩的损害

斜拉桥正桥为钢主梁与钢筋混凝土板共同受力的结合梁，中间以剪力钉结合。结合梁高 2.7m（钢主梁中心处）；桥梁中心线处梁高2.97mc钢主梁断面为“工"字形，横桥向两主梁中 心距为27m.混凝土板厚为25cl

3.1钢筋混凝土桥面板

大跨度桥梁设计与施上技术（2002）

钢主梁全桥共长1123m，全桥断面上共有2片主梁，间距27m。每片主梁断面均在腹板 外侧布置有2条纵向加劲肋的工字形断面，断面全高2.45m。每片主梁的工形断面板件组成 分为2类，一类上缘板为口36mmx800mm，下缘板为口70mm×800mm，腹板厚为16mm，此类 断面的主梁对称布置在605m跨跨中173.5m范围；另一类上缘板为口50mm×800mm，下缘 板为口80mm×800mm，腹板厚28mm,2条纵向加劲肋均为口24mm×260mm，此类断面的主 梁布置在余下的桥跨中，全长949.5m。每片主梁顺桥向分为85段，每段梁长在8～16.27m 范围内变化，其中以13.5m的梁段数量为多。主梁梁段间工地采用M30的高强度螺栓连接。 主梁纵向的竖曲线通过梁段拼接缝上、下缝之间的间隙差值来实现。设计中考虑主梁受压后 梁段长度减少，在主梁梁段间的每处工地接缝中都增加了压缩预增量，以补偿长度损失。 全桥范围内共有257片横梁。每片横梁两端分别支承在两端主梁上，横梁间距为4.5m， 横梁共有2种断面形式，一种为工形断面，另一种为箱形断面。根据各横梁所在位置的受力构 造情况，横梁共分为8种类型（H1'，H1~H7)分别设计。其中H1'，H1～HIS断面形式均为工形， 梁高在梁端处均为2.45m、各类横梁下缘板水平，上缘板从梁端向桥梁中心线设2%横坡，并 预设上拱度。H6横梁仍为工形断面，梁端高度为2.2m。H7横梁为箱形断面，横梁跨中高为 1.817m，此横梁上缘由2层厚80mm钢板，下缘为80mmm、50mm钢板各1层重叠构成。以承 受过渡孔T梁反力。所有横梁两端腹板与主梁间采用M24高强螺栓工地连接，且翼板均不连 接。单片横梁的最大吊重78t。 横梁在安装过程中由于跨度大，为保证在上部受压区的侧向稳定，在横梁中部还设置有全 桥通长的小纵梁，小纵梁亦为混凝土桥面板现浇缝提供模板作用。 钢梁的材质为符合英国标准BS4360的Grade50级结构钢。

满足有关规范要求。 本桥剪力钉按单钉静承载力50kN，疲劳剪力幅25kN设计。剪力钉位置的平面误差控制 在±3mm以内。 W面

本桥剪力钉按单钉静承载力50kNjct 2542-2019 蒸压加气混凝土设备 夹坯机，疲劳剪力幅25kN设计。剪力钉位置的平面误差控制

斜拉索在主梁上的锚固方式采用了锚 拉板结构形式，见图2，锚拉板分上、中、下 三部分。上部锚拉板的两侧焊于锚管外 侧，下部直接用焊缝与主梁上翼缘顶面焊 连，中部除了需安装锚具外，尚需连接上、 下两部分，为了补偿开孔部分对锚拉板截 面的削弱，以及增强其横向的刚度，在锚拉 板的两侧焊接了加劲板。这种结构传力途 径明确，构造简单，工地施工作业方便，但 在焊缝处荷载应力和焊接残余应力集中程 度都较大。这种斜拉桥索的锚固方式系国 内首次采用。为了保证结构安全可靠，对 斜索角度最大和最小的锚拉板结构作了空 间非线性有限元分析，并对主梁顶部翼板 的抗疲劳性能进行试验。 经计算锚拉板安全可靠。但是初始屈 服荷载较低，设计荷载下在锚拉板与锚管 的焊缝底部（即靠近锚垫板处）的圆弧处 （图2中的R4）为高应力区。此处控制着初 始屈服荷载。 锚拉板与锚管、锚管加劲肋、主梁上翼 板，以及主梁上翼板与主梁腹板的连接都

是至关重要的传力焊缝，在制造过程中要求焊缝全熔透，并经过严格的探伤检查。由于主梁上 翼板受板厚方向的拉伸，因此对钢板有正向（Z向）性能的要求。为了验证钢板厚度方向的强 度和焊缝抗拉伸和抗疲劳的性能，对该连接细节的抗静载及抗疲劳性能进行了试验。试件为 十字形角接焊接接头。按照相应的国家标准，在设计疲劳应力幅下，经200万次不间断重复加 载，未发生Z向板开裂和焊缝破坏的现象。