大橋主航道橋?yàn)殡p塔單索面斜拉橋,跨徑布置為:(73+132+420+132+73)=830m。總體布置如圖1.1.1.1所示,主跨采用420m跨徑,邊跨設(shè)置輔助墩,在主塔墩、輔助墩及邊墩處設(shè)置豎向和橫向支座,主梁縱向飄浮。索塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),塔高147.9m,索塔見(jiàn)圖1.1.1.2。
本報(bào)告為上海同盛大橋建設(shè)有限公司委托項(xiàng)目“東海大橋主橋斜拉橋鋼混組合箱梁合理構(gòu)造與受力性能研究報(bào)告”的研究成果。根據(jù)中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)資料,東海大橋主梁為鋼與混凝土組合連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),主梁中心線處高度4.0m,主梁全寬33m,槽形鋼截面底面寬度20m、頂寬24m。箱梁橫隔板為桁架式結(jié)構(gòu),橫隔板間距4.0m。
本研究主要內(nèi)容包括:①橋梁整體受力分析;②成橋狀態(tài)組合箱梁受力分析;③施工階段組合箱梁受力分析;④箱梁斜腹板活載局部應(yīng)力與疲勞強(qiáng)度分析;⑤箱梁橫隔板穩(wěn)定分析;⑥箱梁腹板極限強(qiáng)度分析;⑦箱梁吊裝變形分析。
橋梁整體受力
橋梁整體受力分析,對(duì)成橋階段、最大雙懸臂階段和最大單懸臂階段的整體受力進(jìn)行分析研究,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到以下結(jié)論和建議:
成橋使用階段,主梁和索塔均由主要荷載組合控制設(shè)計(jì),主要荷載組合下,主梁混凝土板不出現(xiàn)拉應(yīng)力,成橋初期混凝土最大壓應(yīng)力為12.42MPa,成橋后期由于混凝土收縮與徐變混凝土最大壓應(yīng)力下降為11.95MPa;鋼梁由下緣最大壓應(yīng)力控制設(shè)計(jì),成橋初期最大應(yīng)力138.6MPa,成橋后期升為206.15MPa;混凝土索塔不出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大壓應(yīng)力為11.90MPa,滿足設(shè)計(jì)要求;
主要施工階段,在最大雙懸臂階段和最大單懸臂階段,主梁混凝土板不出現(xiàn)拉應(yīng)力,混凝土橋面板最大壓應(yīng)力為9.36MPa;鋼梁最大壓應(yīng)力160.1MPa;混凝土索塔局部出現(xiàn)拉應(yīng)力,最大拉應(yīng)力為1.56MPa,最大壓應(yīng)力為14.78MPa,滿足設(shè)計(jì)要求;
成橋運(yùn)營(yíng)階段的主梁扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力由風(fēng)荷載控制設(shè)計(jì),并且大于施工階段之值;炷翗蛎姘宓淖畲笈まD(zhuǎn)剪應(yīng)力為1.54MPa,箱梁斜腹板、底板和中間腹板的最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分別為27.0,29.7,和3.6MPa;
成橋恒載狀態(tài)下斜拉索索力對(duì)主梁和索塔應(yīng)力影響很大,建議結(jié)合施工控制,對(duì)設(shè)計(jì)索力進(jìn)一步優(yōu)化,同時(shí)要考慮施工誤差的影響。