斜拉橋和懸索橋方案比選說明

本文分別介紹了斜拉橋和懸索橋的優(yōu)缺點(diǎn)，并對其進(jìn)行了比較，本項(xiàng)目比較特殊，橋位處路線位于R=1200的圓曲線和反向曲線A=477.493的緩和曲線上。

1 橋位處路線情況

1.1 平面線型

橋位處路線位于R=1200的圓曲線和反向曲線A=477.493的緩和曲線上。

1.2 縱斷面設(shè)計(jì)

橋位處單向縱坡-1.8%。

2 橋型方案比較

2.1 橋型方案的選擇

正線比較方案橋型方案表

橋名及方案名稱 橋型布置 橋梁全長

松花江大橋比較 方案一 (91+330+91)m鋼箱梁斜拉橋 512m

松花江大橋比較 方案二 (91+330+91)m鋼箱梁懸索橋 512m

2.2 橋型方案的比較

2.2.1 (91+330+91)m鋼箱梁斜拉橋方案

1 斜拉橋優(yōu)點(diǎn)：

梁體尺寸較小，橋梁的跨越能力較大；受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制少；抗風(fēng)穩(wěn)定性比懸索橋好；不需懸索橋那樣的集中錨碇構(gòu)造；便于懸臂施工等。

2 斜拉橋缺點(diǎn)：

斜拉橋是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜；索與梁或塔的連接構(gòu)造比較復(fù)雜；施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴(yán)格。

3 斜拉橋本項(xiàng)目適用情況：

① 橋型新穎，富有現(xiàn)代感；

② 主跨330m，能夠滿足單孔雙向通航的要求；

③ 懸臂拼裝時(shí)化整為零，減輕吊裝重量，減少了對構(gòu)件運(yùn)輸及起吊重量的要求；

④ 采取較大的跨徑，使主塔基礎(chǔ)處于潛水區(qū)，基礎(chǔ)施工的難度減小；

⑤ 主塔基礎(chǔ)規(guī)模較大。

4 斜拉橋本項(xiàng)目難點(diǎn)及非適用性：

從跨徑上講為使基礎(chǔ)處于淺水區(qū)，減小施工難度和工程量，按目前跨徑布置邊中跨徑比為0.28，不管上部結(jié)構(gòu)為何種類型主梁，其邊中跨比都不宜小于0.3。而且邊中跨比過小，對于橋梁的美觀性也會大打折扣，橋梁設(shè)計(jì)、施工難度都會相應(yīng)增加、造價(jià)也會相應(yīng)增高。

從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上講由于該橋位位于路線曲線上，曲線斜拉橋作為斜拉橋的一個分支應(yīng)用本身就不是很廣泛。主要難點(diǎn)在于曲線形主梁與斜拉橋式相結(jié)合，還有很多值得深入研究的課題。二則此種橋形只是在一些特殊的場合應(yīng)用，如兩岸接線的要求橋梁必須布置在曲線上且跨度相對較大，或者與周圍環(huán)境相溶合必須修建曲線型斜拉橋的情況。

從受力特點(diǎn)上講由于橋位位于曲線上，斜拉索將會對梁體產(chǎn)生不對稱的水平力和扭矩以及一定的豎向力，這樣勢必會增加對主梁強(qiáng)度及剛度的要求，從而增加橋梁造價(jià)。

從施工的角度講由于橋位位于曲線上，將增加構(gòu)件吊裝、拼接、安裝的技術(shù)難度。

2.2.2(91+330+91)m鋼箱梁懸索橋方案

1 懸索橋優(yōu)點(diǎn)：

相對于其它橋梁結(jié)構(gòu)懸索橋可以使用比較少的物質(zhì)來跨越比較長的距離。懸索橋可以造的比較高，容許船在下面通過，在造橋時(shí)沒有必要在橋中心建立暫時(shí)的橋墩，因此懸索橋可以在比較深或者比較急的水流上建造。懸索橋比較靈活，因此它適合大風(fēng)或者地震區(qū)的需要。在材料用量和截面設(shè)計(jì)方面，其截面積并不需要隨著跨度增大而增加。在構(gòu)件設(shè)計(jì)方面，懸索橋的主纜、錨碇和塔這三項(xiàng)主要承重構(gòu)件在擴(kuò)充其截面積或承載能力方面所遇到的困難則較小。作為主要承重構(gòu)件的主纜具有非常合理的受力形式。在施工方面，風(fēng)險(xiǎn)較小。

2 懸索橋缺點(diǎn)：

由于懸索是柔性結(jié)構(gòu)，剛度較小，當(dāng)活載作用時(shí)，懸索會改變幾何形狀，引起橋跨結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的撓曲變形；在風(fēng)荷載、車輛沖擊荷載等動荷載作用下容易產(chǎn)生振動。

3 懸索橋本項(xiàng)目適用情況：

根據(jù)懸索橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力特征可知，懸索橋?qū)�線形變化的適應(yīng)能力很差，懸索橋只宜在路線直線段上進(jìn)行修建，而本項(xiàng)目根據(jù)橋位處平面線形可知，該橋位位于R=1200的圓曲線和反向曲線A=477.493的緩和曲線上，按照當(dāng)前布孔，大樁號側(cè)橋臺曲線偏差5.63m，因此該橋位處不適合修建懸索橋。

截止目前為止，世界上并沒有曲線懸索橋的先例。