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湖南矮寨大桥概况

湖南矮寨大桥概况

湖南湘西矮寨大桥位于湖南省湘西自治洲境内,2008年正式开工,2012年3月31日正式通车,是长沙至重庆公路通道、湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨大峡谷的一座特大型桥梁,为钢桁加劲梁单跨悬索桥结构,主跨1176m,桥面宽度为24.5m,桥面距峡谷底部高度达350m,受地形限制,大桥两端直接与隧道相连。

矮寨大桥地处云贵高原与沅麻盆地的交界处,桥位地形险要,山高坡陡,沟壑纵横,溶洞、裂隙和危岩体等不良地质十分发育,给大桥施工带来巨大的困难,但桥梁施工者不畏艰险,攻克了一个又一个技术难关,取得了举世瞩目的成就,与大桥建设各方共同创造了“四个世界第一”。

扩展资料:施工方案

一、首次采用塔梁完全分离结构,一般悬索桥设计中,塔与梁相接,但矮寨大桥索塔位置距悬崖边缘仅70-100米,下面即是数百米高的谷底,地形比较特殊,使用塔梁完全分离结构可以最大限度减少对山体的开挖,缩短钢桁梁长度,节省投资;实现了桥梁结构与自然景观的完美融合。

二、首次在悬索桥上使用大型岩锚吊索。由于选用了塔梁分离式悬索桥结构,使钢桁梁长度小于主塔中心距,主缆存在无吊索区,会出现吊索卸载应力为零的情况,且钢桁梁转角位移大,钢桁梁的上、下弦应力超标,需对钢桁梁作特殊设计,因而设计采用的是增加竖向锚固拉索方案,设竖向锚固拉索,通过预应力岩锚将其锚固于岩石上。

矮寨大桥的钢桁加劲梁包括钢桁架和桥面系。钢桁架由主桁架、主横桁架、上下平联及抗风稳定板组成。主桁架为带竖腹杆的滑轮式结构,由上弦杆、下弦杆、竖腹杆和斜腹杆组成。上弦杆、下弦杆采用箱形截面,除支座处腹杆采用箱型断面外其余均采用工字型截面,主桁桁高7.5m,桁宽27m,节间长度7.25m,一个标准节段长度14.5m,由2个节间组成,在每节间处设置一道主横桁架。

主横桁架采用单层桁架结构,由上、下横梁及竖、直腹杆组成,其中上下横梁采用箱形截面,腹杆均采用工字型截面,上、下平联均采用K形体系、箱型截面。

加劲梁的架设采用轨索移梁法,轨索移梁法即利用大桥永久吊索,在其下端安装水平轨索,再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道,实现由跨中往两端节段拼装大桥的钢桁加劲梁。相对于桥面吊机拼装方案,轨索移梁方案可大大减少钢桁梁的高空拼装作业,既可节省工期和节约投资,又有利于保证施工安全及施工质量。

三、首次采用碳纤维预应力索对岩锚底座进行锚固,将岩锚吊索所受的拉力传至地面岩体上,常规岩锚索预应力筋材采用钢绞线,矮寨大桥根据研究试验后采用了高性能的碳纤维作为预应力筋材,与传统钢绞线相比,碳纤维材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀的特点,为桥梁的安全提供充分的保障。

四、矮寨大桥采用了桥隧相联的形式,施工阶段,隧道入口仰(边)坡开挖、隧道掘进、塔基开挖、隧道式锚碇开挖均会对山体稳定造成一定影响;运营阶段,索塔与锚碇的荷载、端吊索的荷载将共同作用于山体,设计者运用了FLAC-3D岩土工程分析软件建立岩体的本构模型,对山体的整体稳定性进行了分析计算,对山体进行了必要的加固防护措施,以确保山体的稳定和桥梁结构安全。

五、为确保大桥的抗风稳定性和安全性,湖南大学风工程试验中心围绕该桥的抗风设计问题,做了系统的计算分析以及风洞试验研究。设计制作了1:245的全桥气弹模型,全面检验了矮寨大桥的抗风性能,完全满足抗风设计要求,鉴于山区风环境极其复杂,在桥址处建立了一种远程控制的新型的悬索吊挂式风环境观测系统,并已投入使用,长期观测资料将充实和修正现有风环境研究结果。

参考资料来源

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