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1、东海岛跨海特大桥方案设计第36卷第21期2010年7月山西建筑SHANXIARCHITECTURtVo1.36No.21Ju1.2010?327?文章编号:1009—6825(2010)21—0327—03东海岛跨海特大桥方案设计陈伟莉摘要:以东海岛跨海特大桥方案为例从下部结构基础形式,上部结构类型及跨径,施X-_T-艺及方法,桥梁结构耐久性等方面,结合经济,美观,适用等因素综合论述,探讨了跨海桥梁的最优设计方案,对同类桥梁项目方案设计具有一定指导意义.关键词:跨海特大桥,设计方案,基础形式,结构类型,耐久性中图分类号:U442文献标识
2、码:A1工程概况东海岛特大桥为湛江疏港公路海大路口至蔚港段一级公路上的一座特大桥,桥梁全长约为4.32km,桥位地处湛江湾,在东海大堤西侧80m左右跨海而过,起于湖光镇,终于已废弃的东海岛环岛收费站附近.东海岛特大桥基本处于海水中,基础与下部受海水及潮汐影响较明显,路线沿线软土分部广泛,深厚,且处于海洋环境.本文从下部结构基础形式,上部结构类型及跨径,施工工艺及方法,桥梁结构耐久性等方面,结合经济,美观,适用等因素综合论述,探讨跨海桥梁的最优设计方案.2桥梁方案的比选2.1跨海桥梁基础方案的选择2.1.1预应力混凝土管桩群桩基础20世纪
3、90年代以来,广东湛江沿海滩涂和软土地区,高强度预应力混凝土管桩已被推广应用于房屋建筑和桥梁,码头等工程中.本项目处于海水中,桥位处地层存在砂层,采用打入桩避免了钻孔桩施工时的施工平台搭设和塌孔风险,既可节约施工费用,又能保证成孔质量.同时考虑预应力混凝土管桩的渗透性比较小,在海洋工程中耐久性相对较好.预应力混凝土管桩直径一般为300ITLrrl～600rnm,也有D800,D1000等规格.考虑本桥20m空心板下部单个墩处承台顶竖向力在8500kN左右,采用承台群桩基础,则单个承台配4根D600mill管桩较为合适,承台之间采用系梁连
4、接.根据管桩施打的位置不同,又可分为两种,具体见图1,图2.从结构受力考虑,斜桩可大大增强基础抵抗水平荷载的能力,因此推荐采用斜桩方案.2.1.2钢管桩基础针对本项目,桥梁上部结构跨径较小,桩顶竖向力不大,采用论来解释.而在—e曲线的下降阶段,混凝土的非线性关系则主要受混凝土内部微断裂的影响,表现为损伤断裂的关系,可用破坏准则来评判.一般在经典的强度理论中,有Tresca,VonMises和Druck-Prager等屈服准则,此外还有Zienkiewicz-Pande,W.F.Chen,Nilsson屈服条件,破坏准则有Mohr.2)混
5、凝土破坏准则.钢筋混凝土的破坏准则是在试验的基础上,考虑到混凝土的特点而求出的.混凝土单轴受压的破坏公式有Hongnested表达式,指数型表达式和sa朗z表达式等;双轴载荷下的破坏准则有修正摩尔库仑准则,Kupfer公式,多折现公式及双参数公式等;三轴受力的古典强度理论有最大正应力理论,最大剪应力理论,第四强度理论和Drucker—Prager破坏准则等,由于古典强度理论中的材料参数为一个或两个,很难完全反映混凝土破坏曲面的特征,所以研究人员结合混凝土的破坏特点,提出了包含更多参数的破坏准则.多参数模型大多基于强度试验的统计而进行的曲
6、线拟合有Bresler-Pister,Willam-Wamke三参数模型,Ottosen四参数模型和Willam-Warnke五参数模型.2.3非线性方程组的求解有限元分析中,求解非线性问题采用增量法和迭代法.在梁上逐步施加荷载增量,通过荷载来控制.增量法具有普遍的实用性,能够全面地描述荷载一位移整个过程的性态,尤其适用于求解与加载路径有关的问题.迭代法使用简单,适合于分析全部荷载下结构的反应.本文拟采用增量的Newton-Raphson方法,即采用一系列的经过修正的逐次线性逼近来求解.3结语本文通过对某大桥的实例分析,找出PC变截面空
7、心梁板桥裂缝存在的病因,同时,运用合理及符合实际的计算方法,进行缺陷模拟,通过电算结果,科学分析桥梁现状.参考文献:[1]姚玲森.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1997.[2]JTG1362—2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].[3]杜国华,毛昌时,司徒妙龄,等.桥梁结构分析[M].上海:同济大学出版社,1994.WholelinemodelingmethodofhollowslabbridgewithPCvariablecross-sectionJINZhuo-huaCHENJian-qiangAbstr
8、act:Basedonthestatusofthebridgeandthecurrentresearchonawiderangeofdomesticandinternationalunderstanding
