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《大跨度橋樑》觀後感

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一. 橋樑簡介

《大跨度橋樑》觀後感

蘇通大橋位於江蘇省東部的南通市和蘇州市之間,起於通啟高速公路的小海互通立交,終於蘇嘉杭高速公路董浜互通立交。路線全長32.4公里,主要由北岸接線工程、跨江大橋工程和南岸接線工程三部分組成。是我國建橋史上工程規模最大、綜合建設條件最複雜的特大型橋樑工程。

橋樑總長8206米,其中主橋採用 100+100+300+1088+300+100+100(其中主橋長約1088米)=2088米的雙塔雙索麪鋼箱梁斜拉橋。

二. 創四項世界之最

1. 最大主跨

蘇通大橋跨徑為1088米,是當今世界跨徑最大斜拉橋。

2. 最深基礎

蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的羣樁組成,承台長114米、寬48米,是在40米水深以下厚達300米的軟土地基上建起來的,是世界上規模最大、入土最深的羣樁基礎。

3. 最高橋塔

原先世界上已建成最高橋塔為日本明石海峽大橋297米的橋塔,蘇通大橋採用高300.4米的混凝土塔,為世界最高橋塔。

4. 最長拉索

蘇通大橋最長拉索長達577米,比日本多多羅大橋斜拉索長100米,為世界上最長的斜拉索。

三. 工程中的十大關鍵技術

1. 主橋結構體系研究橋樑對靜、動力反應敏感,為改善結構性能,需對橋樑結構體系進行研究 設計採用阻尼裝置,設計要求高、參數複雜,國內沒有類似工程經驗;

2. 抗風性能研究風荷載是橋樑的控制荷載之一,對結構設計影響大橋樑風致振動是橋樑設計必須解決好的關鍵問題,必須採用風洞試驗對風動力參數及結構抗風性能進行研究為保證橋樑安全,需採取必要的減振措施;

3. 抗震性能研究鬆、軟地層條件設計地震動參數的確定困難而複雜,橋樑結構特性對地震動力反應敏感,設計難度大國內抗震計算方法、軟件難以適用必須採取減、隔震或消能措施;

4. 防船撞系統研究船撞力大,船撞對結構受力影響明顯需採用主動、被動防撞相結合的方法主動防撞是利用南通現有的VTS系統對江面航行船舶進行實時跟蹤監控被動防撞是充分考慮到船撞力對結構的影響,確保受力安全;

5. 超大羣樁基礎設計與施工基礎位於軟弱土層中,承受的靜、動力荷載大,樁基數量多,結構受力傳力機理複雜,羣樁效應突出,國內外規範難以涵蓋大規模水上施工技術指標嚴,工藝要求高超大規模鋼吊箱水上拼裝與沉放風險高,難度大大體積混凝土承台施工技術要求高、工藝複雜;

6. 沖刷防護設計與施工

橋墩局部沖刷深度大、衝坑形態複雜,為保證施工期及運營期結構安全,需對河牀進行永久沖刷防護,國內外缺乏相關理論與經驗防護工程規模大,現場條件複雜,施工難度極大;

7. 超高鋼混橋塔設計與施工

索塔抗風與靜力穩定性問題突出,鋼混結構受力機理複雜,設計難度大風和温度對施工的影響十分突出,國內外尚無經驗可循如何保證橋塔上部鋼混結構施工精度、提高施工質量、確保結構耐久性具有很大挑戰性;

8. 超長斜拉索減振技術

斜拉索風雨激振理論原因不清,設計考慮困難,斜拉索減振與抑振措施須經實驗研究確定

9. 主樑架設技術

塊件數量多、重量大,斜拉索長,施工架設難度大;懸臂長度大、施工週期長,抗風安全突出;結構柔,施工技術要求高,施工控制困難;

10. 施工控制技術 施工控制是保證斜拉橋成橋線形和結構內力的重要途徑;非線性、温度等對超千米跨徑斜拉橋的影響突出,現有理論、分析手段難以全面考慮大跨徑斜拉橋施工過程複雜、體系轉換多,技術、材料、外界環境及施工工藝影響大,施工控制技術難度大。

四. 結構特點

1. 主塔 索塔全高300.4 m,其中上塔柱高91.4 m,中塔柱高155.8 m,下塔柱高53.2 m,塔底面塔肢中心間距62.0 m,塔柱採用變截面空心箱形斷面,塔柱底部設實心段。索塔在64.3 m處設置橫樑,採用箱形變高結構。索塔錨固區採用鋼混結構,鋼錨箱共30節,總高度73.6 m,自上而下分為A,B,C三種類型,其中A類和c類鋼錨箱各一節,B類鋼錨箱28節,標準節段高2.3—2.9 m,底節鋼錨箱高3.6 m。鋼錨箱端部承壓板與混凝土塔壁相連,表面焊有剪力釘,剪力釘埋入混凝土塔壁;底節鋼錨箱與混凝土塔柱連接,用以傳遞斜拉索豎向分力 。

索塔採用液壓爬模進行施工(底部實心段採用支架滑模施工),共分為68個施工節段,標準節段高4.5 m。索塔橫樑採用支架現澆,與塔柱異步施工。鋼錨箱採用工廠製作、預拼,現場安裝、栓接的施工方法。在中下塔柱,每隔一定高度設置水平支撐,施加主動頂撐力,以消除由於塔柱傾斜產生的變形和應力 。

2. 主塔基礎

南、北主塔基礎均採用 131 根 D2.8m/D2.5m 變直徑鑽孔灌注樁基礎(鋼護筒內徑 2.8m) ,梅花形佈置。樁長分別為北側基礎117m 和北側基礎114m。 承台為啞鈴型, 在每個塔柱下承台平面尺寸為50.55×48.1m,其厚度由邊緣的 5m 變化到最厚處的 13.324m,其頂部與塔柱的接觸面垂

直於索塔塔柱的中心線。兩承台之間採用 12.65×27.1m系樑相連,系樑的厚度為6m。鋼護筒壁厚不小於25mm,鋼護筒底部標高分別為北側基礎-62.2m和南側基礎-56.1m。

3. 斜拉索

採用1770MPa平行鋼絲斜拉索,最大規格為PES7-313,單根最大重量為59t。斜拉索在鋼箱梁上錨固點的標準間距為1600cm,邊跨尾索區為1200cm;在塔上錨固點間距為230~270cm。斜拉索設計壽命為50年,並考慮其可更換性。

斜拉索減振措施的目標是將拉索的最大側向振幅控制在其長度的1/1700以內,根據對拉索減振的有關專題研究結論,蘇通大橋採用阻尼器、氣動措施並用的減振方案。

4. 主樑

主樑採用單箱單室直腹板混凝土結構;箱梁頂寬1640cm,底寬750cm;根部樑高1500cm,高跨比為1/17..9,跨中樑高450cm,高跨比為1/60,樑高按1.6次拋物線變化;箱內頂板最小厚度為32cm,腹板厚度採用70cm、60cm、50cm、45cm四級變化,底板厚度由170~32cm漸變。

為保證腹板豎向預應力的可靠性,設計時用進口精軋螺紋粗鋼筋及相應的預應力錨固體系。

5. 輔助墩和過渡墩

南、北近塔輔助墩基礎均採用 36 根 D2.8/D2.5m變直徑鑽孔灌注樁基礎(鋼護筒內徑 2.8m) ,行列式佈置。樁長分別為北側基礎105m 和南側基礎108m。承台平面尺寸 52×32.5m,帶有 8×8m 的倒角,厚度由邊緣的 4m 變化到最厚處的 10.3m。承台整體呈稜台狀。鋼護筒壁厚不小於25mm,鋼護筒底部標高分別為北側基礎-46m和南側基礎-37.3m。

南、北遠塔輔助墩基礎均採用 19 根 2.8m/2.5m 變直徑鑽孔灌注樁基礎(鋼護筒內徑 2.8m) ,梅花形佈置。樁長分別為北側114m,南側116m。承台平面尺寸均為 43.2×19.3m,帶有 5×5m的倒角,厚度由邊緣的4m變化到最厚處的 8.3m。鋼護筒壁厚均不得小於 25mm。鋼護筒底面標高分別為-41.2m,-40.4m。

南、北過渡墩均採用 19 根 2.8m/2.5m 變直徑鑽孔灌注樁基礎,梅花形佈置。樁長分別為108m, 114m。承台平面形狀與遠塔輔助墩相同。鋼護筒壁厚均不得小於25mm。鋼護筒底面標高分別為-37.7m,-32.4m。

感想

隨着科技的進步,人類社會發展的需要,建設了很多大跨度的樑橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋等等。在過去的10年中,我國的大跨度橋樑也蓬勃發展,修建了一大批結構新穎,技術複雜,設計和施工難度大的大跨度橋樑。

在這些橋樑中,發展最快,技術最成熟的當屬斜拉橋了。由於有着很大的跨越能力,較好的穩定性(剛度比較大),還有其優美的外形,所以被廣泛採用。而我國已成為世界上擁有斜拉橋最多的國家,在世界10大著名的斜拉橋排名榜上,中國的就佔了8座,其中以主跨1088m的蘇通長江公路大橋為之最,居於世界斜拉橋之首。

雖然斜拉橋有眾多的優勢,但是其缺點還是很存在的。首先就是其穩定性,與懸索橋相比,其穩定性較好,但是與樑橋和拱橋相比,還是差很多,尤其是在沿海風力較大的地區,其抗風性仍是一個重要的問題。其次就是其昂貴的造價,與樑橋相比,其造價要高出好幾倍。還有就是其後期的維護,就單單換索一項,費用就極其昂貴。

然而就是因為這些問題的存在,我們這些人才有用武之地,科學就是在不斷解決問題中進步。通過對《大跨度橋樑》這門課程的.學習,初步瞭解了各種大跨度橋樑的發展狀況,結構特點,以及存在的問題和發展前景。使我們清楚當前國內和國外橋樑的差距,看清自己肩上的重任,努力使我國從一個橋樑大國向橋樑強國轉變。

在大學裏,我們接觸到的專業知識可以説只是些皮毛而已,距離真正的實際操作還差很遠,雖然有各種各樣的實習,然而我們大多數時間都是在觀看,實際操作並不多,沒有實際操作,就不能清楚工程中各個環節的關鍵所在,也不能清楚的瞭解其中存在的問題。即使大學畢業後就去參加工作的,我們也是從最基本的學起,到慢慢掌握這些東西,可是等到那時,隨着年齡的增長,我們求學慾望的下降,要想有創新,要想為橋樑工程有突破性的進展,似乎可能性不大。所以我選擇了繼續求學,不為其他的,就想趁着現在還年輕,還有求學的慾望,想為橋樑的發展和創新做出自己的貢獻。我考研選擇的方向就是現代橋樑設計和計算理論,研究大跨度橋樑存在的問題,希望能在發展輕質高強材料的前提下,改革施工工藝,降低施工造價,同時也希望在大跨度橋樑抗風抗震方面有所創新。 在目前我國處於橋樑大國而非橋樑強國的這個背景下,我相信,本着我們民族好學的精神,勇敢的探索精神,一定能使我們的橋樑工程有跨越式的創新,是我變為真正的橋樑強國。