卢浦大桥报告

卢浦大桥张俊杰上海市政工程设计研究总院二○○七年十二月介绍内容1、卢浦大桥设计方案思路2、卢浦大桥设计特点3、卢浦大桥施工方法4、关键技术研究与创新一、卢浦大桥设计方案思路1、工程概况卢浦大桥打浦路隧道南北高架南浦大桥杨浦大桥延安路高架内环线徐浦大桥黄浦江外环线2、主要技术标准道路等级：城市主干道设计车速：60Km/h车道总宽：六车道，中间设置中央分隔栏、行车道总宽24.50m航道净空：净高46m(含2m富裕高度)，净宽340m计算荷载：汽车－20级验算荷载：挂车－100全桥均布人群荷载：2.4KN/m2基本风速：U10=32m/s，地表粗糙度类别为Ⅱ类抗震设防：按地震基本烈度7度设防南浦大桥3、上海市区黄浦江上已有的三座桥梁杨浦大桥徐浦大桥黄浦江上已有的三座大跨径桥梁均为斜拉桥系列，正在向国际化大都市迈进的上海需要黄浦江上有新的桥型来体现时代的要求4、跨径在500m左右的桥型比较斜拉桥悬索-斜拉协作体系桥悬索桥拱桥5、方案征集的重点1999年8月上海市黄浦江大桥工程建设处组织卢浦大桥工程设计方案征集，要求该方案使大桥成为上海市新的标志性建筑。上海市政工程设计研究院和上海市城市建设设计研究院联合体经过多种桥型的多方案综合比较，推荐的下承式系杆拱桥方案评为一等奖。经进一步优化、深化，桥型方案最终推荐采用中承式拱桥二、卢浦大桥设计特点1.总体布置跨径组合：100m+550m+100m=750m主桥桥面宽：29.8m拱肋倾斜度：1:5，拱肋、立柱、吊杆在同一斜平面内主拱轴线：悬链线m=1.6，f=100m，矢跨比f/l=1/5.5边拱轴线：f=3.2m二次抛物线+四次曲线主桥概况总体设计跨径550m、矢跨比f/L=1/5.5的空间提篮中承式拱梁组合体系钢拱桥加劲梁通过吊杆或立柱支承于拱肋之上中跨加劲梁支承于中跨拱梁交汇处的横梁上，端支承为纵向滑动支座，加劲梁两端设置伸缩缝，并在横向和纵向设置阻尼限位装置边跨加劲梁梁端与拱肋固结，过渡孔设板式橡胶支座支承在边跨拱端横梁上主桥边跨拱端横梁之间布置强大的水平拉索，以平衡中跨拱肋的水平推力结构体系2.拱肋设计桁拱与箱拱比较桁架拱造型古典美观箱形拱造型新颖美观，更具现代气息，更符合上海二十一世纪标志性建筑的特色拱肋截面优化拱肋截面由日字形改为陀螺形，拱肋高度由拱脚的9m收至拱顶6米，从下至上，由宽变窄。经此处理，使钢结构的桥拱更显挺拔，光影效果更丰富强烈。顶板顶板加劲腹板腹板加劲中板中板加劲底板加劲底板腹板图3拱肋截面腹板加劲3.系梁设计：边跨主梁截面中跨主梁截面水平拉索共二组，每组8根拉索，总索力约18000吨。4.系杆设计：5.基础设计：浦西主墩：承台高3.5m，基础共计128根ф900mm钢管桩。浦东主墩：承台高3.5m，基础共计118根ф900mm钢管桩。锚墩：单侧锚墩下共计48根φ600mmPHC管桩。拱座示意图1：拱座示意图2：拱座缩尺1/4模型6.施工临时索塔：全钢结构，每只索塔由2根塔柱、4根横梁、4道斜撑以及14根拉索锚固钢梁等构件组成。三、卢浦大桥施工方法1、三角区段支架施工法2、中拱桥面以上部分斜拉扣索法3、悬索桥桥面加劲梁施工施工阶段1中墩桩基础卢浦大桥施工工艺流程施工阶段2中墩承台,拱座施工及边墩桩基础施工施工阶段3边跨及中跨钢拱肋分段对称施工施工阶段4平衡重及桥面加劲梁安装，三角区段安装完成施工阶段5施工临时拉索及临时塔座安装施工阶段6钢拱肋悬臂拼装施工及拱肋临时拉索安装施工阶段7钢拱肋合龙段施工施工阶段8系杆拱水平拉索安装及分级张拉施工阶段9主跨加劲钢梁安装,再分级张拉水平拉索施工阶段10拆除临时拉索及临时塔座,桥面系及附属设施安装(水平拉索索力总调整)四、卢浦大桥关键技术研究与创新1、卢浦大桥关键技术研究1）空间薄壁结构非线性静力、动力、稳定分析及其软件的开发与应用。2）等效风荷载及抗风稳定性研究主拱结构和钢桥桥面体系在施工阶段和成桥状态的静风稳定问题和风振受力问题是本桥抗风性能研究的关键。3）抗震性能及减震装置研究4）关键节点(节段)的研究及试验(1)拱座、钢拱与拱座连结构造、边拱尾端水平拉索锚固构造、中跨拱梁结合段构造、施工临时斜拉索塔柱与加劲梁及大立柱连结构造的受力、构造、加工工艺分析与研究。(2)钢拱局部稳定和总体稳定有限元计算分析，并通过钢箱拱标准节段缩尺模型的加载试验。对理论计算分析和实际加工工艺进行必要的验证。5）钢结构加工制造技术研究(1)通过对超大型钢箱拱及各关键节点的焊接变形及焊接残余应力的测试及控制方法研究，编制相应的焊接工艺指导文件，确保主桥钢结构加工的质量。(2)超大型钢箱拱节段现场大环缝焊接的工艺试验和研究6）安装施工工艺研究7）施工过程结构分析及控制研究8）钢桥面板双层改性沥青SMA铺装体系研究9）全过程健康监测系统研究2、卢浦大桥设计的挑战与创新卢浦大桥的建成使之成为“世界第一拱”的特大型全钢结构拱桥，无论在设计、施工和钢结构的连接技术方面都堪称世界一流或首创。1）主跨550米，世界第一拱2）软土地基上建拱桥，桥梁界一大难题3）本桥采用钢箱型拱，由于跨径超长，设计时需考虑空间薄壁杆件的非线性影响（静力、动力）。而目前还没有相应的设计计算软件。在林元培院士的亲自主持下，完成了空间薄壁杆件非线性单元刚度矩阵的理论推导工作；并编制了相应的非线性动力程序的开发；验证了卢浦大桥的结构设计，同时，对今后同类桥梁的设计打下了良好的基础。4）卢浦大桥是目前世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥，在设计上有所创新5）全焊接技术，世界钢结构焊接发展方向6）施工方法多样复杂，集斜拉、悬索、钢拱桥为一体7）临时索塔显威力经受考验安然无恙临时索塔是卢浦大桥主桥施工过程中最关键的施工设备，它的主要功能是通过设置于索塔上的临时拉索承担中跨拱肋的悬臂拼装和三角区的内力调整等工作。3、历年卢浦大桥获得的荣誉1）2005年第五届詹天佑土木工程大奖2）2005年《上海卢浦大桥设计与施工关键技术研究》获国家科技进步二等奖3）2005年卢浦大桥获建设部设计一等奖4）2006年中国土木工程学会首届“中国十佳桥梁”谢谢！2007.12.22