泉州晋江大桥主桥总体设计

泉州晋江大桥主桥总体设计
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泉州晋江大桥主桥总体设计

泉州晋江大桥是福建省泉州市的一座现代化跨江大桥,位于晋江入*口处,连接泉州市区与晋江市。作为泉州重要的交通枢纽之一,晋江大桥主桥的总体设计体现了现代桥梁建筑技术与地方文化特色的完美结合。

主桥设计概述晋江大桥主桥采用斜拉桥结构形式,其主跨长达2**米,全桥总长约为4.3公里。这种斜拉桥设计不仅能够满足通航需求,还具有较强的视觉冲击力和标志性意义。主塔为“A”字形混凝土索塔,高约85米,造型简洁而富有力量感,象征着泉州人民奋发向上、勇于开拓的精神风貌。

技术特点1.结构优化:主桥采用了预应力混凝土梁与钢索相结合的设计方案,有效提高了桥梁的承载能力和抗风抗震性能。2.环保理念:在施工过程中注重生态保护,尽量减少对周边自然环境的影响,并通过科学规划确保水流畅通,保护了晋江水系生态平衡。3.智能化管理:引入先进的健康监测系统,实时采集桥梁运行数据,为后期维护提供可靠依据。

文化融入晋江大桥不仅仅是一座功能性基础设施,更是一座体现泉州历史文化底蕴的艺术品。桥体设计中融入了许多闽南传统元素,如塔身装饰图案取材自当地民间艺术db44/t 19*8-2*1* 北斗卫星定位船用设备接口通用技术规范,展现出浓厚的地方特色。同时,夜间照明设计也充分考虑了美观性,利用LED灯光勾勒出桥梁轮廓,在夜晚营造出流光溢彩的效果,成为泉州一道亮丽的城市风景线。

社会效益作为连接泉州中心城区与晋江市的重要通道,晋江大桥极大缓解了区域交通压力,促进了两岸经济文化交流。它不仅缩短了空间距离,还进一步推动了泉州湾城市群一体化发展进程,为当地社会经济发展注入新活力。

总之,泉州晋江大桥以其独特的设计风格和技术优势,成为泉州乃至福建地区的一张重要名片,展现了当代桥梁工程领域的卓越成就。

摘要:泉州晋江大桥是位于晋江入*口的城市桥梁,跨度布置为(2**十1*5)m,独塔斜拉 桥。主塔采用“开”字形,主梁横断面为波浪式,该桥建成后必将成为泉州市新的景观亮点。 关键词:斜拉桥;桥梁设计;总体设计 中图分类号:U448.27 文献标识码:A

OverallDesignofMainBridgeofJinjiang

(1、Department of Communications,Quanzhou City,Quanzhou 3*2***,China; 2.China Zhongtie Major Bridge Reconnaissance &. Design Institute Co., Ltd., Wuhan 43**5*, China)

泉州普江大桥位于福建省泉州市,距普江(福建 省第四大河)人*口约3km。工程起点位于泉州丰 泽区东*镇后坑村,跨越晋江,终点止于晋江市陈隶 镇仙石村。工程主线全长3***m,其中主桥为主 跨2**m的独塔混凝土斜拉桥。泉州晋江大桥作 为福建省省道2*1线的重要组成部分,对加强中心 城区、晋江、石狮、惠安之间的联系,促进泉州及其周 边地区经济发展具有重要意义。 泉州市是典型的季风区,工程区多年平均风速 (1985~2**1年)5.7m/s,最大1*min平均风速24 m/s(9级,接近1*级),对本区有影响的台风平均每 年3.2次,7~9月为台风盛期,尤以8月份最盛,瞬 间极大风速可达35.2m/s。 桥址区晋江河床断面呈宽缓的“U”字形,河床

高程一8.*1~一*.1*m,呈南高北低的趋势,主航 道紧靠泉州岸(北岸),两岸自然宽度约1***m,低 潮水面宽约35*m,高潮水面宽约85*m,航道深槽 一般水深5~7m。 泉州晋江大桥工程包括主桥、北引桥、南引桥、 东*路互通立交、江滨路互通立交等,本文仅对主桥 主要设计内容作以介绍。

(1)桥梁等级:一级公路特大桥兼有城市桥梁 的功能。 (2)设计速度:主线大桥8*km/h,主要行车匝 道5*km/h,次要行车匝道4*km/h。 (3)行车道数:双向*车道,两侧预留紧急停 车带。

泉州晋江大桥主桥总体设计

(4)车辆荷载等级:公路一I。 (5)最大纵坡:主线≤3.*%,匝道≤4.5%。 (*)桥面横坡:双向2%。 (7)航道:按5**吨级客、货轮自由出人,单孔 双向通航,设计最高通航水位十5.**m(**高程 系统,下同),通航净空115m×17.5m。 (8)地震烈度:基本烈度VI度,按V度设防。 (9)基本设计风速:桥址处距地面以上1*m 高,频率为1/1**的1*min的设计基本风速V。= 41.*m/Sa

晋江大桥主桥位于直线上。控制主桥纵断面设 计的是桥下通航净高为17.5m,同时,由于本工程 位于泉州晋江机场起飞爬升面内,为确保飞机起降 安全,根据有关部门要求,推算至主桥桥塔处,主塔 高度应控制在高程十135.*m范围内。

本桥桥位航道通航标准按5**吨级*轮采用单 孔双向通航,通航净宽115m,净高17.5m,设计通航 水位5.**m。考虑到大桥轴线与航道轴线呈一定的 夹角,为防止过往船只撞击桥墩,给大桥的正常使用 构成安全隐患,在通航净空与桥墩间留有足够的安全 距离是非常必要的。因此,主桥主跨定为2**m。

斜拉桥主要有独塔两跨式和双塔三跨式2种布 置方式。从本桥使用功能看,除2**m主跨有通航 要求外,对边跨孔径无特殊要求,因此2种桥跨布置 方式都符合使用的基本要求。对于跨度在2**m 左右的斜拉桥,从经济角度出发,应首选独塔方案, 可减少深水基础的数量,同时,根据本桥桥址地形及 水文特点,结合桥梁景观的重要性等因素,独塔两跨 式布置使整个斜拉桥基本覆盖河槽深水区,且不用 设置边跨辅助墩,经济合理,景观效果更好。 主桥采用(2**十1*5)m独塔双索面预应力混 凝土斜拉桥(图1),全长3*5m,桥面宽38.*m,设 2.*%双向横坡,塔、梁、墩固结体系。主梁为波浪流 线型预应力混凝土箱形梁,双箱单室截面,外形流畅 美观,利于抗风。主塔高132.1m,采用“开”字形钢 筋混凝土结构,寓意泉州更加开放、发达,同时暗喻 泉州为*上丝绸之路起点之意。斜拉索采用镀锌高

强平行钢丝束,索面呈扇形布置,梁上索距7.*m, 塔上2.*m,全桥共布置52对1*4根斜拉索。主塔 墩采用上下游分离式钻孔灌注群桩基础,桩径2.2 m,桩距4.5m。

主塔与承台整体浇注,刚性连接。塔墩处主梁 与主塔采取塔、梁、墩固结的约束体系,主塔下横梁 与主梁*号段整体浇筑,既增加了结构整体刚度,又 方便施工,省去了大吨位支座,减小了后期维修养护 工作量。边墩墩顶设置纵向活动铰支座,并在横桥 向设置抗震挡块。

湖北某市某变电站施工组织设计/2有索横梁处主梁断面

桥梁建设 2***年第4期

m,整个主塔由下塔柱、中塔柱、斜索锚固区、下横 梁、中横梁及上横梁组成,见图3。两塔柱横桥向内 净距33.*m,中横梁顶面高程十1**.*m,距桥面 78.2*2m。本桥为塔、梁、墩固结体系,即主塔下横 梁与主梁*号块成整体,为尽量减小塔柱占用桥面 行车道宽度,并兼顾斜拉索锚固需要,塔柱内侧壁呈 竖直线,斜拉索锚点中心距离塔柱内侧壁2.*m,塔 柱部位人行道布置在塔柱外侧。

力精轧螺纹粗钢筋,其中精轧螺纹粗钢筋对称布置, 配合主梁架设逐段张拉、锚固、接长。主梁横梁预应 力钢束采用15.24钢绞线,布置在横梁内,根据其 受力的差异,预应力规格及数量有所不同。

主塔作为斜拉桥的重要承重构件,为本次设计 的重点,保证主塔结构在多种荷载工况下的受力安 全为本次设计考虑的基本要求。 作为斜拉桥主构要素的主塔,其高耸的形象引 人注目,起着象征、标志的作用,成为桥梁景观最主 要的载体。常见的主塔造型有A形、H形、倒Y形 等,晋江大桥若要起到景观标志作用,其主塔造型必 须突破现有塔型模式,设计出能反映泉州地域特征 具备泉州文化内涵特色的塔型。 本次设计,通过对泉州地方特色与历史文化的 思考、归纳,运用符号学原理,结合泉州“开放、交 流”的城市理念,参照泉州民居建筑特色,浓缩出本 桥塔型方案。其整体造型为“开”字,准确地概括了 泉州过去及现今数千年城市文明的发展史,承载着 泉州的未来和希望。 主塔为“开”字形钢筋混凝土结构,C5*混凝土, 塔底高程十2.*m,塔顶高程十134.125m,主塔自 承台顶以上塔高132.125m,桥面以上塔高1**.327

为提高结构抗风性能,塔柱采用变异矩形截面, 将塔柱横桥向迎风面设置成曲面,即除在截面外角 点布设半径*.25m的圆角外,还将迎风面的中间 部分设置成圆曲面,为方便施工,圆曲面半径采用 1*.*m定值,且曲线长度相同,截面渐变通过截面 直线段完成。 主塔下横梁为预应力混凝土结构,单箱单室截 面,截面高*.*m,宽*.8m,标准截面顶、底板厚 1.*m,腹板厚*.8m。与主梁的纵梁交接部位,截 面进行了局部加强。主塔中横梁为单箱单室结构, 标准截面高3.*m,宽4.8m,壁厚*.8m。根据结 构受力需要,横梁与塔柱交接区域截面进行了局部 加强,截面高度增至4.*m。中横梁为预应力混凝 土结构,预应力筋应通过塔柱且锚固在塔柱截面的 外侧面,但该横梁位于主塔锚固区,考虑到斜拉索张 拉锚固需要,此处不宜布设横隔板,为此沿横梁腹板 方向各设置1块加劲肋,较好地解决了上述问题。 主塔上横梁截面下缘呈水平线,上缘呈半径71m

满足稳定性要求的局部最优解,取使全桥体积最小 的作为优化过程的最优解。 对各个局部最优解进行稳定分析,可以得到相 应的稳定系数和塔顶的荷载~位移曲线,得到符合 稳定要求而体积最小的值为:d=*.73253m,d2= *.3*939m,d=*.85297m,d=*.71271m, usum=42747m”,整体稳定系数=3.**3,结合实际 的工程尺寸,最后得到的优化壁厚为:d=*.74m,d2 =*.31m,d=*.8*m,d=*.72m。这个尺寸显然 能够满足强度、刚度和自重稳定的要求,故对其只进 行了成桥主梁线形和全桥稳定性分析,得到最大反拱 (反拱为*)和最大下挠的绝对值之和为:*.*4929m, 全桥整体稳定系数为3.717,均满足要求。

对斜拉桥塔柱优化要素的分析和实例计算表 明:利用有限元方法和最优化方法相结合对斜拉桥 的塔柱等重要构件的截面尺寸进行优化设计在理论 和技术上是可行的,优化结果的精度主要取决于约 束条件的个数。优化后的截面在满足强度、刚度和 稳定性等方面的前提下更加经济,从而可以减轻结 构自重某铁路跨公路刚构连续梁特大桥施工方案,节省建设资金。

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