一座大跨径斜拉-悬索协作体系桥梁的结构特色与关键技术
2022-08-04王二强
现代交通与冶金材料 2022年4期
王二强,刘 钊
(东南大学土木工程学院,江苏 南京 211189)
1 工程概况
土耳其博斯普鲁斯海峡三桥(简称博三桥),亦称亚武兹·苏坦·斯莱姆桥(Yavuz Sultan Selim Bridge),桥位近邻黑海出口,如图1 所示。它是一座主跨1408 m 公铁两用的斜拉-悬索协作体系桥梁,总长2260 m,A 字形混凝土塔高322 m,采用沉井基础。桥面布置包括双向8 车道及中央2 线铁路。材料用量为混凝土9.6 万方、钢结构5.7 万吨、缆索2.8万吨,造价8 亿美元,于2016 年8 月竣工通车[1]。
由于跨越博斯普鲁斯海峡的前两座大桥均为悬索桥,博三桥从景观上要求相协调,且抗震抗风要求高(抗震设防按照三水准设计,使用状态设计平均风速为46.81 m/s),对该桥的设计和建造提出了严峻的挑战。该桥由瑞士Jean-François Klein(项目负责人)和法国Michel Virlogeux 设计。
斜拉-悬索协作体系的历史可追溯到十九世纪,罗布林在美国建造的早期悬索桥中,基本上都采用了斜向拉索来增加结构刚度,但由于其时对超静定结构求解困难,并未计算斜拉和悬索体系的协同受力,故不能算作真正意义上的斜拉-悬索协作体系;1930s 德国学者迪辛格明确提出该体系的构想[2],但是迄今实践尚少。博三桥是首座建成的现代大跨径斜拉-悬索协作体系,因其新颖高效的结构设计,获2018 年度IABSE 杰出结构大奖。
2 总体设计
桥梁主跨1408 m,在其斜拉-悬索协作体系中,斜拉部分采用了自锚与地锚的组合方式,主缆吊索仅吊挂主跨的中央区段,并与斜拉索部分重叠。横桥向看,两根主缆与斜拉索双索面布置在4 个纵断面上,悬索吊索分布于桥面板纵轴线两侧,间距13.5 m。……
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