公路桥梁在设计时应考虑哪4种状态?

2022-09-28 17:52 点击:151 编辑:邮轮网

持久状况:指桥梁使用阶段。这个阶段必须进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。

短期状态:指桥梁施工阶段(含制作、运送和架设过程)所承受的临时作用。这阶段一般只进行承载力极限状态计算,必要时才作正常使用极限状态计算。

偶然状态:指桥梁在使用过程中可能遇到的偶发状况如地震、车(船)撞击的状况。

风速,水流量,车流量,震动。

引桥长是什么意思?

    引桥长就是从从桥的端点开始直到与原来路面衔接处,这段长度就是引桥长度。

   引桥指意思是连接正桥与路堤的桥。建造水上桥梁时,为了让桥下能顺利通行大型船只,桥孔下必须留有足够的净空高度,这样就必须把桥造得高一些。桥造高了,桥与两岸间的坡度就会增加,这将严重地影响上下桥面的交通。引桥就是桥和路之间的"过渡",把路面逐渐抬高或逐渐降低,使车辆能平缓地上下桥面。

港珠澳跨海大桥承受的极限风力是多少级? 原理是什么?

大多知道港珠澳大桥主体结构可抵御16级强台风。这一数值的来源为风荷载设计参数在桥面处的风速取值约55m/s,相当于16级台风风速水平。但在计算桥梁承载能力时,风荷载只是荷载组合的其中一项,所占比例较小,其它考虑参数还包括桥梁静荷载、基础沉降、温度等,所以即使在最不利荷载同时组合作用下,港珠澳大桥承载能力仍满足规范要求,且还留有较大安全系数。

工程师们每天要避开4000艘海船、1800多架航班的密集通行;用50万吨钢材,耗费230万吨钢筋混凝土,在深海水下打造世界上最长的沉管海底隧道;启用世界最大的巨型震锤,来完成人工岛的建造……


正因为这样那样的残酷条件,也逼得工程师们研发出很多创新设计。


按照起初的设计,局部跨海大桥将横跨香港唯一的深水航线,桥面需要设计达80米高(约26层楼);又因为处在机场航线上,有百米限高要求,两个需求互相叠加就成了矛盾。


工程师大胆放弃了铺设桥面的想法,局部大桥变为海底隧道,解决了物理空间上的难题。


但是桥面和海底隧道相接,需要一座岛屿来过渡,但这片海域没有任何岛屿,这就需要修建人工岛。海床下有15-20米的淤泥,就像在水豆腐上做建设,并不牢固。


用传统方法并不可行,工程师们就想到一个全新的点子:巨型圆钢筒!


▽巨型圆钢筒:直径22.5m,高55m,重550吨


巨型圆钢筒插入海床,圆筒围合出海岛的边界,再往中间填埋沙土,也不会因为柔软的海床而散开。


刚解决完这个问题,另一个问题又出现了!


从前成熟的盾构技术并不适用,因为10%阻水率的要求,隧道要埋得更深,人工岛将长达1公里,这是无法想象的。


因此就采取了第二种方案——沉管隧道技术,在海床上浅挖出沟槽,将预制好的隧道在水下进行对接,好处是每个人工岛减少了接近400m的长度。


▽沉管隧道技术

不利之处是施工难度超级高,在海底将76000吨的沉管隧道,还要经受洋流的干扰,要确保精确性非常困难。


所以为了确保安装,在实验室里就要模拟各种复杂环境,为现场施工提供精确的指导数据。


▽沉管隧道安装实验

在海洋中,还暗藏着看不到的危险——氯盐。海洋中的氯离子会渗透进结构,腐蚀钢筋,钢筋会发生膨胀,从而导致混凝土开裂,最后坚固的钢筋混凝土就会崩开。


为此,工程师们研发了一种高性能混凝土技术,可以抵抗更长的时间。


另外一个问题,就是如何保护大桥不受地震破坏,工程师们就采用了新型的高阻尼橡胶材料,好处是分子间能互相抵消地震能量。


▽自由落体实验:普通橡胶(上)对比高阻尼橡胶(下)


为了减少风对桥梁的影响,通过风洞实验反复测算,工程师给桥增加了高度50cm,宽度1m左右的溢流板,让大桥原本在7级风下40cm的振幅降低到了6cm。


▽风洞实验

这些新型的技术是工程师们尽心研发的结果,这才让几十年的造桥梦想一步步走向现实。

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