苏格兰福斯新桥设计

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1、苏格兰福斯新桥设计杨晓燕，夏天5苏格兰福斯新桥设计编译杨晓燕，夏天(1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．武汉市城市路桥收费管理中心，湖北武汉430050)摘要：英国将在福斯海口上修建一座福斯新桥(ForthReplacementCrossing)，以便适应迅速增长的交通量。福斯新桥为双索面中央布置的三塔斜拉桥，采用(65O+650)m的主跨跨越2个主航道，该桥设计的独特之处是在主跨跨中将部分斜拉索交错锚固，以此方式约束中塔。该桥有望成为21世纪的标志性工程，与附近建于19世纪和2O世纪

2、的2座被列为A级的桥梁同样具有历史意义。该项目在2011年开工，计划2016年建成。关键词：福斯新桥；斜拉桥；双索面中央布置；交错锚固；设计中图分类号：U442．54文献标志码：A文章编号：1671—7767(20l1)02—0005—031前言在昆斯费里宽阔的福斯湾上，有2座历史悠久3方案设计的桥梁，即建于19世纪8O年代著名的悬臂铁路桥3．1总体设计和1964年通车的福斯公路大桥。福斯新桥总长2638m，由斜拉桥和南高架桥由于不断增大的交通量和环境气候的影响，尽引桥组成(见图1)，主梁在桥墩处是连续的，不

3、设中管经常维护，福斯公路大桥在服役45年后表现出退间伸缩缝。斜拉桥的纵向约束采用中塔和主梁固结化特征。一项关于福斯公路大桥交通量的综合研究的方式实现。表明，需要建造一座新桥来保持法夫、爱丁堡以及苏钢筋混凝土桥塔位于双向车道桥面中央，斜拉格兰东海岸地区重要的经济通道畅通。新桥是一座索锚固于桥塔在桥面中央投影位置处。为了加强斜主跨650m的多跨连续斜拉桥，将建在现有福斯公拉桥的稳定性，将斜拉索在主跨跨中交叉锚固。桥路大桥西侧附近，利用福斯湾天然海床地形，将中塔面板采用流线型正交异性板结构或者结合梁结构。布置在一块

4、露出水面的天然比默岩(Beamer)上。预算表明，650m的主跨接近大跨度正交异性板和中等跨度连续梁的经济性边界，在费用方面几乎没2设计构思有差别。对2种方案均进行了研究，最终方案由设最初的设计方案是考虑现有的福斯公路大桥完计及建造承包商选定。全不能使用，需要一个坚固的主体结构来承载带有高架桥引桥设计的要点是与斜拉桥的连接外观硬路肩的双向双车道，结合人行道、非机动车道和多连续、尽量采用较大跨度以减小对环境的影响。由功能通道提供未来高质量的公共交通系统(如轻轨于需要采用90m的跨径跨越埃德加军营港和邻近及有轨电

5、车)。为满足该功能需要主梁宽度至少要的公路。设计时必须考虑与主跨的美观协调。外观达到44．3m。根据这些基本需求研究了不同的车需求可通过～系列等高度箱梁实现，采用混凝土结道布置方案，并选择2种进行详细设计。构或者组合结构达到与斜拉桥的无缝连接；采用V(a)总体立面布置(b)斜拉桥主梁截面图1福斯新桥总体布置示意收稿日期：20lO一12—31编译者简介：杨晓燕(1976一)，女，工程师，1998年毕业于西南交通大学工民建专业，2005年毕业于西南交通大学结构工程专业，工学硕士(Email：yang_2027@1

6、63．corn)。6世界桥梁2011年第2期形墩来减小基础尺寸。定索将比目前最长的索长2O，索长的增加使垂度3．2上部结构设计显著增大，垂度的增大又使刚度大大减小，从而降低斜拉桥主梁可采用类似于香港昂船洲大桥的单了稳定索的作用。米约桥采用刚性主梁+柔性中塔箱双室结构，但单箱双室主梁制作成本稍高且维护的方法，将桥塔与主梁固结来约束中塔。桥面板高比单箱单室梁困难。由于抗扭刚度减小，需要将斜4．2m，跨度342ITI，跨高比8O，与高8．1In、跨度650拉索锚固在单箱双室箱梁的边缘。当斜拉索锚固在m的结构刚度相当

7、。双层桁架桥面是一种有效的主梁的低高度处时，箱梁边缘的制作常常很复杂。形式，可以采用足够多的预制件得到主梁必要的高斜拉索交叉锚固在箱梁边缘将使箱梁边缘制作更复度。然而，这种方案并未被采用。杂，且索面在纵向不在同一平面。在箱梁外边缘锚通过对已有多跨斜拉桥中塔稳定性的研究，并固的方式将导致扇形索面发生向桥塔方向的平面外对福斯新桥桥塔和主梁刚度进行了一系列的参数化扭转。采用中央锚固的方式能得到交叉斜拉索简洁研究，设计最终采用了在每个主跨将25的斜拉索的斜拉索扇面，这也是该桥的一大特色。为了验证交叉锚固的方法。斜拉索

8、交叉形成如图2所示的桁将斜拉索锚固在桥面中央的可行性，对桥梁不同荷架系统。当不平衡活载作用在其中一主跨上，桥塔载工况下箱梁的扭转效应进行了研究。I994年通的侧向位移使斜拉索将另一主跨主梁拉起(上挠)；车的跨度510m的日本鹤见航道桥，被认为是世界在另一跨交叉锚固的斜拉索与远处边塔连接发生上跨度最长的中央索面斜拉桥，福斯新桥的建成在卸载。抗扭桥的跨度方面将会是一个新的突破。通过设置到另一主跨＼／减压