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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 SHANXIARCHITECTURt Vo1.36No.21 Ju1.2010?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文献标识码:A 1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-section JINZhuo-huaCHENJian-qiang Abstract:Basedonthestatusoftheb