矮寨大桥工程项目创新技术研究课件.pptx

矮寨大桥创新技术研究在建项目吉首至茶洞公路 矮寨特大桥为吉茶高速公路的控制性工程。 桥位紧邻湘西德夯苗族文化风景区，自然环境优美，地形条件复杂，桥位处谷深500余米，桥面与地面高差达355m，山谷两侧悬崖距离从900m到1300m之间变化。桥隧方案比选悬索桥方案相对于隧道方案的优点：避开了不良地质的影响改善了公路的安全性能减小了对自然环境的破坏 增强了当地的景观提高了社会服务能力 降低了全寿命周期成本 大桥主缆的孔跨布置为：242m+1176m+116m，钢桁加劲梁全长1000.50m。主缆垂跨比F/L=1/9.6，钢桁梁全宽27m，高7.5m。 全桥在桥台处设有竖向支座、水平弹性支座及横向抗风支座等限位系统。 索塔采用钢筋混凝土门式索塔，吉首岸塔高129m，茶洞岸塔高62m。基础采用扩大基础。主缆采用预制平行钢丝索股。吉首岸锚碇采用重力式锚碇，茶洞岸锚碇为隧道式锚碇，两岸桥台均与隧道直接相连。 技术难点： 桥隧相连 塔梁分离 主梁抗风稳定 主梁安装架设 行车安全（抗冰冻研究） 景观要求桥型比较方案低缆位悬索桥方案1146m 西班牙Lascellass Bridge钢桁架梁 957m 美国Wheeling Bridge美国Wheeling Bridge降低了主缆与桥面的相对高差。缆位降低129m开挖大92m回填开挖小塔高比较41m 79m 降低了主塔的高度。（62）m（129）m茶洞塔吉首塔 将吉首方向的重力式锚碇调整到合理的位置。缩短了主缆的长度。缩短 190m钢桁架梁1000.50m 钢桁架梁957m 减短了主梁的长度。提高了全桥的整体刚度和抗风稳定性。塔梁分离式悬索桥无索区的处理 大桥选用了塔梁分离式悬索桥结构，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。 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。 碳纤维锚索张拉试验塔基、锚碇、公路隧道与山体的联合受力问题 桥位处存在溶蚀、裂隙、危岩体、卸荷带等不良地质现象，且茶洞侧塔基下方44m就是公路隧道，桥梁塔基、锚碇和公路隧道与山体形成联合受力体系。地质纵断面图 各岩土层主要力学指标值推荐表 岩土名称湿密度（g/cm3）单轴极限抗压强度[Ra](MPa)弹性模量（GPa）抗剪强度容许承载力[σ。](kPa)C（MPa）ф（°）弱风化白云岩2.7620～30201.2383000微风化白云岩2.7850～80221.5424000弱风化灰岩2.7230～40181.2393000微风化灰岩2.7460～80201.5424000矮寨大桥防冰冻措施 由于矮寨大桥桥面距离沟底355米，结合吉首市冬天气温情况及附近高速公路桥面冬天结冰情况，矮寨大桥桥面冬天将极易结冰，对桥上行驶车辆的安全带来极大的负面影响。矮寨大桥防冰冻措施方案一：导电混凝土融雪化冰法（郑州大学、河南大学） 导电混凝土融雪化冰法是在普通混凝土中添加适当种类和含量的导电组分材料（如钢纤维、石墨、碳纤维、炭黑、钢渣等），使混凝土变成具有良好导电性能的导电体。 ①导电发热废钢渣沥青混凝土； ②桥面预制板上设置找平绝热防水粘结层； ③电力布线于中间带及停车道右侧； ④感温、感湿、感风监测探头布于中间带及停车道右侧； ⑤融雪防冰自动控制系统； ⑥电源采用太阳能或风能及水电。 碳纤维导电混凝土融冰试验矮寨大桥防冰冻措施方案二：地源热泵法防冰（湖南大学） 在桥面沥青层下、混凝土中埋设热管，冬季当桥面温度接近0℃时，开启热泵系统，向埋设管道内输送热水，提升桥面温度，从而防止桥面结冰或积雪。热泵系统通过地下埋管或地下水从地下恒温层提取热量或者从隧道风中提取热量或者直接从大气提取热量。 地源热泵法融冰试验环保措施及景观研究 环保措施新思路 尊重自然，尊重地区特性，不破坏就是最大的保护。 利用太阳能、风能对大桥进行冬季除冰。 利用风能、太阳能作为大桥和隧道功能照明和景观照明的能源。景观概念设计加劲梁的架设1,缆载吊机吊安法金门大桥（1280米，1937，美国）韦拉扎诺海峡大桥（跨径1290米，1964，美国） 2,缆索吊吊装法3,桥面吊机散件悬拼法悉尼海港大桥的桥面吊机施工,摄于1930年6月20日 1874年,美国的主跨为158米的圣路易斯铁路钢拱桥就采用悬臂拼装法施工。在墩顶设木塔架，用拉索吊住钢拱，由桥墩平衡悬臂拼装至跨中合龙。 4,整体荡移法法国Chavanon桥施工（主跨300米）矮寨大峡谷轨索滑移法 利用大桥永久吊索在其下端安装临时吊鞍，然后在临时吊鞍上安装水平轨索，再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道，实现由跨中往两端拼装大桥的钢桁加劲梁。矮寨盘山公路轨索滑移架设方案总体思路卷扬