大连小窑湾景观桥梁工程方案汇报.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,1,工程地理位置,本桥,本项目位于大连经济技术开发区内的小窑湾国际商务区，小窑湾比邻黄海之滨，西临大窑湾保税港区、东临金石滩国家旅游度假区，独特的地理位置、优越的区位优势、优美的自然风光，是发展现代产业、建设新城区的理想之地。,桥梁位于商务区内,5-2,号路上跨卧龙河处，全长,122,米。该桥建成后，不但是开发区内主要的交通枢纽，也是城市文化的聚焦及展示城市形象的窗口。,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,1,区域定位与目标,结合小窑湾总体规划定位，即,“生态依托、智力创新、文化休闲”,，以及周边环境和项目特殊的区位因素，我们提出了,“开拓创新、绿色生态、文化休闲、和谐包容”的总体设计主题,，使桥梁自身在体现“泛国际商务区”理念与精神的同时，更暗合出了大连特有的地域文化特色，最终达到视觉美学与结构力学的完美统一，使本案成为展现国际商务区精神乃至整个大连地区的标志性景观构筑物,“,继往开来，开拓创新”，“立世界新标，展城市精神”,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,1,设计理念,解构主义,设计方案吸取解构主义的风格进行创作，将磐石“坚忍不拔”的精神与现代解构主义结合，造型风格独特，力争创造出代表大连新城城市精神的标志性景观构筑物。,坚忍不拔，屹立不倒的精神,“,解构主义”设计风格抽象、夸张、现代，在一些“随形”和流动的建筑设计方案之中流露出贴近自然的浪漫品位。设计大胆运用空间和几何结构。,磐石击浪,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,1,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,2,技术标准,道路设计标准：城市主干道，,设计行车速度为,60km/h,桥梁设计荷载：公路,级，人群荷载根据,公路桥涵设计通用规范,（,JTG D60-2004,）取值,横断面布置：双向,8,车道,+4m,中央分隔带,+2x3m,机非分隔带,+2x4m,人行道,抗震设防：地震基本烈度为,度，地震动峰值加速度为,0.15g,，设计地震分组为第一组，场地类别为,类,防洪标准：大桥设计按,50,年一遇洪水位设防，其高程为,4.03m,通航标准：无通航要求。,除上述要求外,还应符合国家各项规划技术规范、标准的有关要求,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,2,规划河道,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,2,地质剖面,地层土质主要是,细砂、中砂、卵石、含卵石粘土、强风化页岩、中风化石灰岩，分布较均匀,。,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,桥型布置图,平面,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,桥型布置图,立面,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,桥型布置图,横断面,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,桥型布置图,横断面,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,桥型布置图,横断面,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,结构体系选定,根据本桥立面线型分析，塔柱前顶处转角较小，拱顶线形平坦，因此采用拱轴系数以及拱肋跨度较小的内侧拱轴线作为主受力迹线，外侧拱肋设计为主拱圈拉杆的受力模式，以改善塔柱前顶点处的受力状态，并对结构整体稳定提供有利的支持。,根据本桥拱塔组合体系的受力特点，针对塔、梁以及拱肋的连接方式拟定下列三种较为适合本桥结构的体系进行比选。,漂浮体系：,主梁呈多点支承的连续梁受力模式，无明显的负弯矩峰值；塔柱仅承受吊杆力作用，受力明确。但由于主梁无索区范围较大（,40m,），边吊杆受力安全难以保证，因此本桥不宜采用此种结构体系。,固结体系：,前后塔柱分别与主梁固结，大大减小了主梁的计算跨度，提高了结构的整体刚度。缺点是在使用荷载作用下结构会产生较大的温度内力，难以克服，因此本桥不宜采用这种结构体系。,前固结后支承体系：,这种结构体系将主梁的受力模式调整为三跨连续梁受力模式，减小了主梁的计算跨度，同时塔柱后支点与主梁仅发生竖向支承关系，释放了结构的转动约束，满足了塔柱温度内力的要求，适合本桥结构的受力要求。,通过上述三种结构体系的比较，确定本桥采用前固结后支承的结构体系。,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,主梁设计,设计原则：,1.,主梁的横断面布置应满足道路通行的要求（通行宽度及净空）。,2.,主梁的外形应在保证结构受力的前提下尽量与景观效果图接近。,3.,主梁材料的选择应保证主梁自身及塔柱受力的需求。,由于结构采用前固结后支承的体系受力模式，塔柱跨中区段的受力主要受由吊杆传递的桥面重量决定，因此在主梁设计时应尽量减轻桥面重量，同时桥面较宽，主梁横向抗弯刚度要求较高，因此针对本桥的受力特点，初步拟定下列断面形式进行比选。,断面形式,净空要求,截面刚度,（纵向）,截面刚度,（横向）,主梁重量,（,t/m,）,结 论,117,主梁重量较大，吊索设计困难，不宜选用。,38,主梁重量及刚度可满足要求，但吊索锚点置于机非分隔带间，行车道净空不能保证，不宜选用,。,44,吊索锚点置于人行道外，保证道路通行净空，但增加主梁横桥向计算跨度，横梁设计困难，同时需将后塔柱移置主梁外侧，景观效果差。,47,拆分原四车道成三车道与单车道分置吊索锚固区两侧，满足通行净空要求，适当增加桥面宽度，但减小了主梁横向计算跨度，改善了横梁受力，主梁外形与景观设计相符，,推荐采用,。,注：表中表示满足，,表示不满足,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,塔柱设计,拱塔结合的塔柱造型是本桥结构最大的亮点，曲线变化的塔柱轴线，造型新颖，立体感强，因此在结构设计中未对塔柱及拱肋线形进行优化，通过结构受力分析确定该线形可满足结构整体受力的需求。在延续原景观设计的桥梁线形基础上，对塔柱、拱肋的断面设计及材料的选型进行比选。,塔柱、拱肋设计控制因素：,1.,主塔断面尺寸应与塔柱整体线形协调，且应与景观设计提供的效果图相近；,2.,主塔的断面设计应考虑施工的难易程度，塔柱外形的放样尽量做到简便、可行；,3.,塔柱断面的布置及材料的选定的应满足结构受力的要求。,特别是：,塔顶跨中区段直接承受吊杆作用，局部受力状态以受弯为主，受压为辅，而此处正是塔柱外形设计中最纤细的部分，因此截面材料的选择应具有较高的强度，断面形式的布置也应具有一定的刚度。,综合上述因素，本桥塔柱及拱肋采用能较好适应外形变化的,薄壁钢箱断面,，标准段钢板壁厚,30mm,，在塔柱前顶处及拱肋跨中区段局部顶、底板加厚至,35mm,，外侧拱肋受力较小，钢板壁厚降至,20mm,。,塔柱外形示意图（单位：,m,）,说明：塔柱及拱肋实际外形复杂，右图中所用截面为简化后实际受力截面。,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,钢混结合段设计,结合段设计是钢,-,混组合结构的关键部位，要求设计对各种荷载产生的轴力、弯矩、扭矩和剪力的传递顺畅可靠，在荷载作用下具有一定的承载安全贮备，刚度过渡良好，耐久性好，抗疲劳性能好，力求减小应力集中，因此本桥塔柱钢混结合段的设计充分考虑以下控制因素：,为保证结合段两种材料顺畅衔接，结构内力良好过渡，钢混结合段应尽量布置于塔柱弯矩较小的区域，以传递轴力为主。,为保证钢结构的耐久性，钢混结合段构造应避免置于水中，最低应布置于常水位之上并留有,50cm,的安全净空。,由于塔、梁固结处主梁悬臂跨度较大，固结处构造需要具备较大的刚度和稳定性，避免悬臂在活载作用下出现较大的位移。,主塔钢混结合段的布置及塔梁固结处构造设计应充分考虑当地的建桥条件及施工特点，最大限度地方便施工，节省造价。,综合上述因素，对钢混结合段分别布置于主梁上、中、下三个位置进行比选。,布置方式,优 点,缺 点,结 论,结合段置于主梁下方,塔、梁固结处与塔柱钢混结合段分离，两构件受力明确,塔梁固结处梁底距常水位高差较小（除去安全净空仅,3.29m,），结合段局部构造处理复杂。,不宜采用,结合段置于主梁中部,1.,避免钢混结合段遇水的问题；,2.,增大塔梁固结处刚度，改善了横梁的受力状态；,3.,两个构件结合点合并，简化施工步序。,两个构件结合点合并，局部受力复杂，对施工工艺要求较高。,推荐采用,结合段置于主梁上方,塔、梁固结处与塔柱钢混结合段分离，两构件受力明确,两个构件结合点分离，增加了施工步序及砼材料量。,不宜采用,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,主梁结合段构造布置图（单位：,cm,）,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,3,吊索主梁锚固设计,苏通大桥锚箱构造示意,锚箱构造复杂，承载能力大；锚板构造简单，施工方便，但对于大吨位拉索的锚固设计较难以及锚固点横向刚度较小。,吊索主梁锚固构造是主梁设计的关键环节，锚固方式的选择,首先要确保连接可靠，能简捷地把索力传递至主梁全截面；其次，对于本桥吊索需在主梁侧张拉，锚固区应留有足够的张拉空间，并便于拉索更换和养护；第三是对于本桥横梁在吊索外仍具有较宽的承载空间，因此，应保证吊索区具备一定的横向刚度。,通常情况下，对于主梁采用钢梁的桥梁主梁吊索锚固方式分为锚箱及锚板。,杭州湾大桥锚板构造示意,本桥吊索主梁锚固选择横向锚固刚度较大的锚箱构造，在满足锚点传力需求的同时，在锚固区设置双层加强横联实现锚箱两侧隔板刚度过渡，并提高锚固区刚度。,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,4,计算参数,自 重：钢材容重取,78.5 KN/m,3,混凝土容重,26KN/,m,3,。,二期恒载：桥面铺装：,0.124+0.0826,4.48 KN/m,2,人行道：,0.215,3 KN/m,2,人行道地袱栏杆,2 KN/m,，拉索区分隔带栏杆,4,KN/m,，,中央防撞墩按,10KN/m,。,温 度：结构整体升温,30,度，整体降温,35,度,索、梁温差,10,度,主塔日照温差,5,度,钢梁日照温差,10,度,车道荷载：公路,级,车道折减系数：,8,车道加载，计入,0.55,车道折减系数,汽车冲击系数：,f,1.5,，,u,0.05,；,偏载系数：,1.1,人群荷载：,4 KN/m,2,基础沉降：梁端及各个拱肋下部桩基不均匀沉降,5mm,大连小窑湾景观桥梁工程设计方案,|,Da Lian Xiao Yaowan Jing Guan Qiao Liang Gong Cheng She Ji Fang An,4,计算结果,验算构件,验算项目,荷载工况,计算结果,规范限值,塔柱前顶处,应力,1+1,标准组合,拉应力,111MPa,压应力,172MPa,201Mpa,位移,车道荷载,前倾：,0mm,后倾：,3mm,拱肋跨中处,应力,1+1,标准组合,拉应力,132MPa,压应力,151MPa,201Mpa,位移,车道荷载,上拱：,0mm,下挠：,3mm,150mm,主梁纵向,应力,1+1,标准组合,拉应力,68MPa,压应力,73MPa,210MPa,位移,车道荷载,上挠：,6mm,下挠：,18mm,150mm,主梁横向,应力,1+1,标准组合,拉应力,148MPa,压应力,151MPa,210MPa,位移,车道荷载,上挠：,0mm,下挠：,17mm,125mm,斜拉索吊杆应力幅,1+1,标准组合,129MPa,210Mpa,说明：,1+1,标准组合：恒载、活载、人群荷载、系统升、降温、主塔、主梁日照、索梁温差及基础沉降荷载按系数为,1,组合而成。,拱肋前顶处及跨中位置局部采用,35mm,厚钢板，容许应力折减为,201MPa,。,