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基本介紹

劉(liu)家峽大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁寬度在(zai)同規模(mo)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁中比較窄(zhai)，采用(yong)鋼管混凝土結構作為(wei)懸(xuan)索橋(qiao)(qiao)(qiao)橋(qiao)(qiao)(qiao)塔(ta)(ta)。劉(liu)家峽大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)橋(qiao)(qiao)(qiao)塔(ta)(ta)造型及以橋(qiao)(qiao)(qiao)塔(ta)(ta)為(wei)中心的景觀設計(ji)具有濃厚的民族文化(hua)特點，這(zhe)些獨特的條件、獨具匠心的設計(ji)和(he)其它地形、地質等原因一起使本橋(qiao)(qiao)(qiao)特色(se)鮮明。

在設計成橋(qiao)狀態下，跨中理(li)論垂度為48.7m，垂跨比(bi)約為1:11，主(zhu)(zhu)纜(lan)(lan)中心距15.6m，吊索(suo)(suo)(suo)標準間(jian)距8.0m。采用(yong)(yong)桁(heng)式加勁梁(liang)，正交異(yi)性板橋(qiao)面，弦(xian)(xian)桿(gan)中心高(gao)4m，弦(xian)(xian)桿(gan)外緣間(jian)全寬(kuan)16.122m；錨碇(ding)為三角框架(jia)式混(hun)凝(ning)土重力錨體，矩形、倒坡擴大基礎；橋(qiao)塔(ta)采用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)管混(hun)凝(ning)門(men)式框架(jia)，塔(ta)柱為等壁厚圓形鋼(gang)(gang)(gang)管混(hun)凝(ning)土截面，共設兩道橫梁(liang)；主(zhu)(zhu)纜(lan)(lan)采用(yong)(yong)預(yu)制(zhi)(zhi)平(ping)行鋼(gang)(gang)(gang)絲股(gu)(gu)（PPWS），每根主(zhu)(zhu)纜(lan)(lan)為44股(gu)(gu)，每股(gu)(gu)含127根φ5.2mm鍍鋅高(gao)強鋼(gang)(gang)(gang)絲，空隙率在索(suo)(suo)(suo)夾處取18%，索(suo)(suo)(suo)夾外取20%，相應主(zhu)(zhu)纜(lan)(lan)外徑分別為429.3mm、434.6mm。大橋(qiao)主(zhu)(zhu)纜(lan)(lan)擬采用(yong)(yong)預(yu)制(zhi)(zhi)索(suo)(suo)(suo)股(gu)(gu)法架(jia)設，其基本程序是利(li)用(yong)(yong)拖拽法牽引(yin)(yin)導索(suo)(suo)(suo)過河，再用(yong)(yong)引(yin)(yin)渡索(suo)(suo)(suo)引(yin)(yin)過橋(qiao)塔(ta)，架(jia)設牽引(yin)(yin)索(suo)(suo)(suo)和(he)貓(mao)道，利(li)用(yong)(yong)貓(mao)道上(shang)的滾輪拖拉全部預(yu)制(zhi)(zhi)索(suo)(suo)(suo)股(gu)(gu)就位。

技術難點

劉家(jia)峽大橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)面較窄，為(wei)增(zeng)加(jia)耐(nai)久性和(he)降低造(zao)價，采(cai)用(yong)鋼(gang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)面板，為(wei)解決山(shan)區橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)加(jia)勁(jing)(jing)梁(liang)運輸問(wen)題(ti)，加(jia)勁(jing)(jing)梁(liang)采(cai)用(yong)鋼(gang)桁梁(liang)，橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)較輕，抗(kang)風(feng)問(wen)題(ti)非常突(tu)出；由于(yu)大多(duo)重要受力構件均為(wei)鋼(gang)結(jie)構，需對鋼(gang)結(jie)構疲(pi)勞進(jin)行研(yan)究(jiu)；本橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)位于(yu)劉家(jia)峽庫(ku)區，水位變(bian)幅(fu)較大，岸(an)坡陡峻(jun)，需對橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)址巖體(ti)特性及岸(an)坡穩定性進(jin)行專題(ti)研(yan)究(jiu)；由于(yu)兩岸(an)覆蓋層厚(hou)度(du)和(he)岸(an)坡坡度(du)不(bu)同，通(tong)過(guo)局(ju)部場(chang)地效(xiao)應分析，兩岸(an)地震(zhen)動參數(shu)不(bu)同，需要對非一致激勵下橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)地震(zhen)反應進(jin)行研(yan)究(jiu)，并研(yan)究(jiu)粘滯阻尼(ni)器(qi)和(he)風(feng)扣(kou)的不(bu)同參數(shu)對桁式加(jia)勁(jing)(jing)梁(liang)懸索橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)抗(kang)震(zhen)性能的影響(xiang)，以確定合理的抗(kang)震(zhen)體(ti)系，并對鋼(gang)管混(hun)凝土橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)塔抗(kang)震(zhen)性能進(jin)行較為(wei)深入的研(yan)究(jiu)。該橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)技術特色(se)和(he)主要技術突(tu)破如下：

1、通過(guo)地(di)質調繪、地(di)質勘探(tan)（深水鉆探(tan)、橋塔(ta)處深孔、水位變(bian)動區和錨碇處平硐(dong)）、原位和室內試驗、水庫塌岸預測等掌握橋址處巖體力學參數和工程地(di)質環境條件。為錨碇、橋塔(ta)基礎設計提供依據，使橋塔(ta)及錨錠(ding)位于穩定邊坡線(xian)以內，確保大橋安全。深水鉆探(tan)時最大水深達40余米。

2、分自然狀態和考慮荷載作用下(xia)兩種大的(de)(de)工況，分別采(cai)用強度理論、變形理論對邊坡穩定性進行了(le)綜(zong)合評(ping)價(jia)，提升了(le)邊坡穩定分析的(de)(de)手(shou)段和技術。

3、進(jin)(jin)行了大(da)橋(qiao)(qiao)非線性地震響(xiang)應時(shi)程(cheng)(cheng)分析(xi)，確定了適宜于本橋(qiao)(qiao)的(de)(de)粘滯(zhi)阻尼器參數，同時(shi)研究設(she)置風扣對桁(heng)式加(jia)勁梁(liang)懸索橋(qiao)(qiao)抗震性能(neng)的(de)(de)影響(xiang)，就(jiu)阻尼器設(she)置的(de)(de)必(bi)要(yao)性進(jin)(jin)行分析(xi)論證。分析(xi)比較多點線性一(yi)致激勵、多點非線性一(yi)致激勵以及(ji)多點非一(yi)致激勵下鋼管混凝土橋(qiao)(qiao)塔、主纜和(he)加(jia)勁梁(liang)等控制截面的(de)(de)內力和(he)位移響(xiang)應時(shi)程(cheng)(cheng)結果，可為強震區(qu)大(da)型橋(qiao)(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計提供(gong)借鑒(jian)。

4、建(jian)立4要素自動觀(guan)測氣象站(zhan)(zhan)(zhan)，對橋址(zhi)風(feng)速、風(feng)向進行(xing)研究，并(bing)利用橋址(zhi)附近10個地面觀(guan)測站(zhan)(zhan)(zhan)的歷史觀(guan)測資料，進行(xing)了數值風(feng)洞計(ji)算。為甘肅首次為橋梁建(jian)設(she)設(she)置氣象站(zhan)(zhan)(zhan)，并(bing)首次結(jie)合橋位氣象站(zhan)(zhan)(zhan)實測和(he)“虛擬氣象站(zhan)(zhan)(zhan)”法，形成(cheng)合理的橋址(zhi)風(feng)流場研究方(fang)法。

5、采(cai)用水(shui)平(ping)翼板+下中(zhong)央穩定板+車行道欄桿局(ju)部封閉改變風(feng)場，提高橋梁顫振穩定性(xing)。

6、由于橋塔、主(zhu)纜系統、橋面(mian)板、主(zhu)桁(heng)均采用鋼(gang)結(jie)構，對(dui)疲(pi)勞(lao)強度進行了專題(ti)研究，并(bing)結(jie)合本橋受力(li)特(te)點，對(dui)規(gui)(gui)范規(gui)(gui)定的主(zhu)纜、吊索安全系數(shu)進行了調整。

7、采用(yong)伊(yi)斯蘭民族建筑風格的鋼管(guan)混凝(ning)土橋塔(ta)，以橋塔(ta)為中心進行(xing)了(le)全橋景觀設(she)計，并在(zai)兩(liang)岸設(she)置了(le)觀景平(ping)臺，橋梁美(mei)學在(zai)該(gai)橋設(she)計中得到了(le)充(chong)分的重視，增強了(le)大橋的社會(hui)效應。

8、鋼(gang)(gang)管(guan)混(hun)(hun)凝(ning)土橋塔為(wei)世(shi)界上較大(da)直(zhi)徑的鋼(gang)(gang)管(guan)混(hun)(hun)凝(ning)土結構(gou)，也(ye)為(wei)世(shi)界上將(jiang)鋼(gang)(gang)管(guan)混(hun)(hun)凝(ning)土結構(gou)作為(wei)懸索橋橋塔，對鋼(gang)(gang)管(guan)與(yu)混(hun)(hun)凝(ning)土的粘結強度進行了專題分析，可(ke)為(wei)超大(da)直(zhi)徑鋼(gang)(gang)管(guan)混(hun)(hun)凝(ning)土結構(gou)設計提供借(jie)鑒。

9、加勁梁主桁、橫聯采用(yong)(yong)新型(xing)焊(han)接整體節點，除(chu)主桁弦桿采用(yong)(yong)焊(han)接箱形桿件外，其(qi)余桿件均(jun)采用(yong)(yong)標準熱軋H形型(xing)鋼，減少(shao)了(le)(le)加工制造量(liang)并提高(gao)了(le)(le)質量(liang)，符合國內外桁梁設計新思路。

10、氣動翼板采(cai)用(yong)航空專(zhuan)用(yong)材料(liao)PPS板，纜索錨固系統(tong)拉桿(gan)采(cai)用(yong)35GrMnGiA、高強螺栓采(cai)用(yong)35VB、厚鋼板采(cai)用(yong)Z向(xiang)性能鋼材等，全橋(qiao)共(gong)計使用(yong)數(shu)十種新型(xing)(xing)、優質(zhi)材料(liao)，使新型(xing)(xing)材料(liao)得到了集(ji)中(zhong)的應用(yong)和展示。