重慶朝天門長(zhǎng)江大橋

2023年12月4日發(fā)(作者：英語(yǔ)演講話題)

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一、工程概況

重慶朝天門長(zhǎng)江大橋是重慶市城市總體規(guī)劃修編中主城區(qū)規(guī)劃的十六座跨江特大橋梁之一，地處重慶市主城區(qū)中央商務(wù)區(qū)，位于重慶市朝天門港下游1.7公里處，西接江北區(qū)五里店立交，東接南岸區(qū)彈子石立交，是重慶主城區(qū)向外輻射的東西向快速干道。

正橋是由主橋和南北引橋組成的公軌兩用橋。設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)、人群荷載4KN/m2、鋼輪軌道車（P=140KN 5個(gè)編組）。主橋長(zhǎng)932m，跨徑組合190m+552m+190m的三跨連續(xù)中承式鋼桁系桿拱橋，南北引橋長(zhǎng)495m和314m均為雙層預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋。主橋?qū)?6.5m，上橋面為6車道，下橋面為雙向輕軌主梁、兩側(cè)各2車道。大橋工程概算23.1億元，工程決算造價(jià)20.7億元，全橋鋼梁重4.7萬(wàn)噸。

二、主橋的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

1. 主跨552m為當(dāng)今世界已建成的跨度最大的拱橋。

由于航道、防洪要求，在航道中不允許設(shè)支墩，要滿足上述要求的主跨最小設(shè)計(jì)跨徑為552m，超過盧浦大橋成為世界上跨度最大拱橋。大橋技術(shù)先進(jìn)，受力復(fù)雜，首次在國(guó)內(nèi)采用高強(qiáng)、厚板、變截面鋼桁構(gòu)件，首次在拱腳處采用超大型整體節(jié)點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)受力均勻合理。大橋建設(shè)有利地推動(dòng)了我國(guó)大跨度鋼桁拱橋的技術(shù)進(jìn)步。

2. 145000KN的球型抗震支座，是目前已建成世界同類橋型承載力最大的球型支座。

大橋摒棄了一般拱橋在拱腳處固結(jié)和鉸接的結(jié)構(gòu)體系，而采用三跨連續(xù)梁受力體系，在拱腳處設(shè)置145000kN抗震球型支座。體系傳力明確，結(jié)構(gòu)受力合理，安裝架設(shè)工藝相對(duì)成熟，施工期間受力對(duì)結(jié)構(gòu)成橋受力無(wú)影響，易于保證結(jié)構(gòu)成橋線形和受力狀態(tài)。

3．采用預(yù)應(yīng)力復(fù)合結(jié)構(gòu)體系

傳統(tǒng)的鋼桁梁系桿拱橋均是采用鋼制桿件作為承受水平推力的系桿，近年來(lái)我國(guó)建成大部分系桿拱橋采用高強(qiáng)度鋼絲作為系桿。經(jīng)研究主橋下系桿采用預(yù)應(yīng)力復(fù)合式系桿構(gòu)造，即采用鋼結(jié)構(gòu)焊接型鋼作系桿，并利用體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對(duì)鋼系桿施加預(yù)應(yīng)力以減少鋼系桿內(nèi)力，達(dá)到降低鋼系桿結(jié)構(gòu)自重的目的，此方式的最大優(yōu)點(diǎn)是可將體外預(yù)應(yīng)力束全部錨固在主桁平面中的節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)，與桁梁各桿件間的內(nèi)力傳遞在節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成的原理相吻合，保證錨固點(diǎn)受力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)捷。

4．主動(dòng)控制，無(wú)應(yīng)力合龍

首次采用了先拱后梁、斜拉扣掛、邊支座升降、中支點(diǎn)預(yù)偏、邊跨壓重等成套施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主拱和剛性系桿的無(wú)應(yīng)力合龍。實(shí)際施工中達(dá)到零誤差合龍。

5．首次揭示了板桁溫差規(guī)律

在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)板桁間存在較大溫差，這是在以往設(shè)計(jì)中未遇到的新的技術(shù)問題，國(guó)內(nèi)外規(guī)范也無(wú)相關(guān)規(guī)定。經(jīng)過深入研究，通過采用部分板桁結(jié)合的方法予以成功解決，彌補(bǔ)了世界橋梁建設(shè)認(rèn)識(shí)上的空白。

6．標(biāo)志性建筑

重慶朝天門長(zhǎng)江大橋采用飛燕式多肋鋼桁架中層式系桿拱橋造型，是古典橋型與現(xiàn)代建橋技術(shù)和藝術(shù)的完美結(jié)合。采用雙層交通，形成了軌道交通與汽車的通道上下分離，互不干擾，為了保證軌道交通乘客過江時(shí)有較好的視覺感受和舒適性感，取消桁架斜腹桿。大橋被譽(yù)為“全市最漂亮的大橋”，是重慶市“門戶橋”。

三、引橋的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

1．橋面較寬最大達(dá)40m，受雙層橋面的影響，中間不能設(shè)墩，同時(shí)箱梁高度受到很大的限制，設(shè)計(jì)上解決了大跨度超寬低梁高的技術(shù)難題，滿足了下層軌道交通的凈空要求，結(jié)構(gòu)輕盈，外形美觀。

2．南引橋位于衛(wèi)國(guó)路附近，建筑群密集，且需跨越多條交通主干線的條件下，通過巧妙的橋跨布置及墩型選擇，保證了與既有建筑物能良好融合，避免了衛(wèi)國(guó)路農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的拆遷。 3．體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念，充分考慮了人流的分、合及人的心理和習(xí)慣，合理地布設(shè)人行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公路交通和軌道交通人流的快速轉(zhuǎn)換。

4.橋臺(tái)設(shè)計(jì)因地制宜，北橋臺(tái)采用箱型結(jié)構(gòu)滿足軌道和預(yù)留車行交通的需要，南橋臺(tái)采用拱型結(jié)構(gòu)滿足軌道交通的需要。

受力特點(diǎn)

鋼桁架各桿件的截面形心軸線應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處交匯于一點(diǎn)，內(nèi)力計(jì)算一般按鉸接桁架進(jìn)行。當(dāng)桁架只承受節(jié)點(diǎn)荷載時(shí)，所有桿件只受軸心拉力或壓力；如在桿件節(jié)間內(nèi)也承受荷載，則該桿件將同時(shí)受彎。鋼桁架桿件一般較細(xì)，布置節(jié)點(diǎn)時(shí)應(yīng)盡量避免或減小局部彎矩。對(duì)桿件截面高度與長(zhǎng)度比值較大的鋼桁架，必要時(shí)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)剛性引起的桿件次應(yīng)力。

桁架是平面結(jié)構(gòu)中受力最合理的形式之一。

桁架橋是橋梁的一種形式。

桁架橋一般多見于鐵路和高速公路；分為上弦受力和下弦受力兩種。

桁架由上弦、下弦、腹桿組成；腹桿的形式又分為斜腹桿、直腹桿；由于桿件本身長(zhǎng)細(xì)比較大，雖然桿件之間的連接可能是“固接”，但是實(shí)際桿端彎矩一般都很小，因此，設(shè)計(jì)分析時(shí)可以簡(jiǎn)化為“鉸接”。簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，桿件都是“二力桿”，承受壓力或者拉力。

由于橋梁跨度都較大，而單榀的桁架“平面外”的剛度比較弱，因此，“平面外”需要設(shè)置支撐。設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，“平面外”一般也是設(shè)計(jì)成桁架形式，這樣，橋梁就形成雙向都有很好剛度的整體。

有些橋梁橋面設(shè)置在上弦，因此力主要通過上弦傳遞；也有的橋面設(shè)置在下弦（比如現(xiàn)在比較多的高速公路橋梁采用這種形式），由于平面外剛度的要求，上弦之間仍需要連接以減少上弦平面外計(jì)算長(zhǎng)度。

桁架的弦桿在跨中部分受力比較大，向支座方向逐步減小；而腹桿的受力主要在支座附件最大，在跨中部分腹桿的受力比較小，甚至有理論上的“零桿”。

大橋主橋?yàn)楣墐捎弥谐惺戒撹煜禇U拱橋，全長(zhǎng)932m，由552m主跨及兩側(cè)對(duì)稱布置的190m邊跨組成。主跨為鋼桁系桿拱，兩側(cè)邊跨為變高度桁梁，拱肋下弦線形采用二次拋物線形，上弦部分線形同樣采用二次拋物線形并與邊跨上弦之間采用圓曲線過渡。（大橋結(jié)構(gòu)體系可分為下列子結(jié)構(gòu)：主桁桿件、平縱聯(lián)、橫聯(lián)與橋門架、中跨上下兩層的系桿索、吊桿索、上下正交異性橋面板鋼桁梁、雙線軌道梁、主跨與邊跨支座。）大橋設(shè)上、下雙橋面。上層橋面為雙向6車道，寬36m。下層橋面為雙線城市軌道交通，兩側(cè)各預(yù)留兩個(gè)汽車車行道。

1．主桁結(jié)構(gòu)

主桁結(jié)構(gòu)的中跨為鋼桁系桿拱，兩側(cè)邊跨為變高度桁梁。拱頂至中間支點(diǎn)高度為142m，拱肋下弦線形采用二次拋物線形，其矢高為128m，矢跨比1/4.3125；拱肋上弦部分線形同樣采用二次拋物線形，并于邊跨上弦之間采用R=700m的圓曲線進(jìn)行過渡。主桁采用變高度的”N”形桁式，拱肋桁架跨中桁高為14m，中間支點(diǎn)處桁高73.13m，邊支點(diǎn)處桁高為11.83m。全橋采用變節(jié)間布置，共有12m、14m、16m三種節(jié)間形式

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