日本明石海峡大桥.doc

日本明石海峡大桥一、概述图 为明石海峡大桥的桥式、加劲桁梁截面级钢塔架。本桥于 1988 年5 月开工, 199 8 年4 月完工, 历时 10 年整, 原设计为双层桥面的公铁两用悬索桥, 跨度为 890+1780+890m , 后因各种原因该为单层桥面公路悬索桥,并将跨度改为 960+1990+960m 。图 明石海峡大桥的桥式、加劲桁梁截面级钢塔架(mm) a 桥式立面 b 加劲桁梁横截面 c 钢桥塔示意图 d 塔柱截面本桥的实际跨度由于 1995 年1月 15 日发生的阪神大地震, 使锚锭和塔墩的基础出现变位( 图 ) ,改为 960++ 。当时由于主缆已架设完毕,经验算后继续施工, 并将加劲桁梁适当作局部调整,故出现今的主跨有的资料以 1991m 计。设计中采用的基本风速为 46m/s ,加劲桁梁的设计风速为 60m/s ,桥塔的设计风速为 67m/s 。最大水深达 110m 。最大潮流速度为 。二、桥塔本桥采用如图 所示的的钢桥塔。塔高约 283m , 每塔由两根略带倾斜的十字形空心大格式钢柱、5 组交叉式斜杆以及两道横梁连接组成。两柱的中心距为 ( 底部)~ (顶部) 。十字形塔柱截面的轮廓尺寸为横向从底到顶为 (等值不变) ,纵向从底部的 向上逐渐缩减到顶部的 。塔柱的各空心大格室均匀布置有竖向加劲肋。图 阪神大地震引起的基础变位示意图( m) 桥塔用日本的 SM570 钢材制造,每塔用钢 23100t ,两塔共耗钢材 46200t 。塔柱在高度方向分为 30 个节段, 在水平方向每个十字形截面又分为 3块, 每块的起吊重量均小于 160t 。南北两端塔顶中心偏移的施工误差分别为 29mm 和 39mm , 均小于容许值( 塔高/5000 )。由于桥塔高度特别大, 因此在抗风方面除了将每个塔柱的截面外形从矩形切去四角成十字形外,每柱还设置了质量为 84t 和 114t 的 TMD (调质阻尼器)各一个,用来抵抗第一挠曲振动和第一扭曲振动。三、主缆由于本桥的跨度是破世界记录的, 因此在初步设计中曾考虑仿照美国华盛顿桥和维拉扎诺桥, 在桥面的两侧每侧采用一对主缆, 以避免主缆直径过大。但因每侧采用一对主缆比常规的单根主缆施工麻烦, 不仅施工时要有较宽的猫道, 并且还会加大锚锭中的散索室与锚固部分的空间尺寸以及成倍增加的索鞍、索夹与吊索的数量。因此, 最终以提高主缆的钢丝强度并适当降低其安全系数,使之仍采用传统的每侧一根主缆的方案。本桥最终采用的的钢丝强度从 1580MPa 提高到 1800MPa 。考虑到由于本桥跨度特别大, 主缆的钢丝应力中恒载应力很大而活载所占比例非常小(仅 8 %左右) ,而这部分很大的恒载应力是比较稳定可靠的,所以将其安全系数从一贯的 降低到 。在上述的设计原则下,主缆采用 PS 法施工,垂跨比 1/10 ,每根主缆有 290 股 PWS 钢丝索, 每股有 127 根 mm 23 .5的钢丝, 全桥共用钢丝 57700t 。本桥主缆在紧缆并包裹后的直径为 1120mm , 仍居世界第一。(注: 其次是青马大桥的 1100mm 及南备赞桥的 1070mm )