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[讨论] 超高墩案例调查,设计与计算分析探讨

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redflag 发表于 2014-1-4 10:26:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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编者按:如今这桥墩啊是越修越高,百把米高的桥墩都不好意义叫高墩了!本帖粗略整理了一下国内外一些高墩的资料,希望大家也来补充。主要就这种超高墩的设计、计算分析、施工等环节的技术问题进行探讨,比如抗风、比如非线性、比如稳定……发表技术观点,一律重奖哈- i$ v8 G0 h" [' \/ }$ Z' T1 F  j

6 }- z+ e5 R% Z' M1 n世界最高桥墩5 D# n7 u4 v5 S
坐落在法国南部塔恩河谷的米约大桥,它是目前世界上第二高的大桥,桥面与地面最底处垂直距离达270m。米约大桥因坐落在法国西南的米约市而得名,它是斜拉索式的长桥。尽管全长达2.46km公里,但只用7个桥墩支撑,其中2、3号桥墩分别高达245m和220m,是世界上最高的两个桥墩。如果算上桥墩上方用于支撑斜拉索的桥塔,最高的桥墩达到343m,超过埃菲尔铁塔23m。( D8 w6 }# I  u0 E

) C! ?+ `" q6 L- k* @8 r3 E国内超高桥墩不完全统计 细数那些曾经的亚洲第一高墩
. S9 C7 A9 d- ]6 s% s* v2 H1)陕西洛河特大桥——主墩143.5m
& ?+ Y2 j0 u( D- H" e; Y( _4 u0 N7 T2006年8月9日,被誉为“亚洲第一高墩大桥”――黄陵至延安高速公路上的洛河特大桥在陕西省洛川县建成,该桥与黄陵至延安高速公路一起在06年9月底正式通车。洛河特大桥全长1056米,主墩高达143.5米,桥面高152米,最大跨度160米,工程投资为1.1亿元。
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$ T1 Y, P6 r5 g; w5 u- {2 b2)晋济高速公路仙神河大桥——墩身高达150.07m
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  Q, Z: I# g' G! a" k- ]    2008年底建成通车的仙神河大桥墩身高达150.07m,比被誉为“亚洲第一高墩”的陕西黄延高速公路洛河特大桥主墩还高出6.57m。    
2 o2 S" ]5 j9 \二广高速公路晋城至济源段的控制性工程,位于山西省晋城市泽州县山河镇境内。仙神河大桥属晋济高速公路第十五标段,由湖南路桥建设集团公司承建。仙神河大桥与别处的不同之处在于,它两侧均是400多米高的直壁陡崖,谷底只有30多米宽,大桥从谷底起墩,垂直耸起,至152米高度,再如人之双臂,向两侧延伸,直至两边绝壁。# k, o% m$ ]8 ?3 J$ Z7 r3 d/ B3 h$ w
     仙神河大桥有南北两个桥台,一个在南侧隧道进口的洞口位置,另一个在北侧隧道出口处的山崖上。大桥桥长估计314米,因两侧峡谷均为绝壁,无法进行精确测量。大桥独墩横截面呈正8边形,152米独墩到达桥面以后,还有一个继续延伸的矮塔,塔高49米。塔顶两侧将垂下26对粗大的缆索,呈扇形斜拉桥面,如凤凰展翅,十分美观。据大桥设计者介绍,在同类桥型比较中,仙神河大桥位居全国第一、世界第二,塔高位居全国第二,这样“中流砥柱”般的巨大独桥墩在亚洲是首屈一指的。
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: ^8 E$ R3 {/ p# i/ f* T$ G1 ]3)雅西高速腊八斤特大桥——桥墩高度182.5m,亚洲第一
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雅泸高速腊八斤大桥
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2 I( P' \$ b# o6 B4 _$ j( b 雅西高速2012年全线通车,墩高达到182.5米的腊八斤特大桥10号桥墩目前是亚洲第一高墩。  
* N9 K- a& h+ a# x# ^腊八斤特大桥是四川雅(安)至西(昌)高速公路跨越腊八斤沟的一座特大桥,是雅泸高速公路控制性工程;腊八斤沟特大桥位于荥经县境内,主桥跨径组合为:105+2×200+105m,桥长1140多米,单墩跨度最大200米,其主跨为变截面连续刚构,采用分幅设置。其10号墩有“亚洲第一高墩”称号。
9 v: X' Q4 n) D) T: t) m3 b, T. u腊八斤特大桥,桥高230m,主墩高182.5m,整个设计施工过程充分体现了“资源节约、环境友好、可持续发展”的原则,汇集了大量新技术、新工艺,其中钢管混凝土组合高墩设计技术、“钢管叠合柱”工艺以及C80混凝土自密实灌注工艺,在我国桥梁建设史上均尚属首次。腊八斤特大桥位于荥经县境内的山区地带,地形陡峭,岩层硬度低。
( B+ Y6 }' n" q+ M6 @    10号桥墩总重量2万多吨重,采用的﹃钢管混凝土组合柱﹄结构,在我国桥梁建设上是第一次
# m! A5 K7 ^% L! b* Q' I  2009.12.20日,正在建设的雅(安)西(昌)高速公路迎来了历史性的时刻——位于雅安境内的腊八斤特大桥10号桥墩成功封顶。雅西高速公司相关负责人介绍,墩高达到182.5米的10号桥墩目前是亚洲第一高墩。
7 U! k1 y- |) E1 L6 o6 \: T# r2 n    腊八斤大桥位于荥经县石滓乡腊八斤沟。昨日下午2点,记者抵达沟底,整座大桥的16根桥墩巍峨地耸立在山间,而其中的10号桥墩特别威武。工人们都说,如果雾大一点,从下往上看,看不到桥墩的顶部。- D( g; N7 O3 q8 Q4 B. A
  记者了解到,之所以选择修建这么高的一个桥墩,而不是大家平日里经常见到的拱桥、斜拉桥、悬索桥等其他桥型,是因为腊八斤沟特大桥主桥为610米,加上引桥总长达到1400多米,但其主跨只有200米。虽然按常理用拱桥的形式最为经济,也更容易修建,但腊八斤沟居于高烈度地震区,地质情况异常复杂,地基不能承受拱脚的强大推力。而斜拉桥、悬索桥则只适用于直线桥。所以受制地形,腊八斤沟特大桥只能设计为曲线桥,其中桥墩一共有16个,而超过100米高的桥墩就有3个。/ ^0 ]! T  O, u  w, Z9 A
  10号桥墩创下多个第一. K* L5 t/ h9 h/ O. P
  “10号桥墩算起来足足有2万多吨重。”雅西高速公司副总万忠金说,整个桥墩由128根长12米、直径132厘米的钢管筑成,钢管重量达到近千吨。此外,还有1877吨的钢筋、8547立方米的混凝土等,加起来重量超过2万吨。9 J; r5 c0 H6 @/ d- s
  他说,这个庞然大物创下了很多个第一。首先,桥墩高创下亚洲第一;其次,其采用的“钢管混凝土组合柱”结构,在我国桥梁  建设上是第一次。万忠金解释说,“钢管混凝土组合柱”就是先在桥墩四角安装四根钢管柱,钢管柱内浇筑混凝土,再用钢筋混凝土将四根钢管柱包围,并用钢筋混凝土板连接,形成空心箱结构。一层完成之后,再向上进行第二层,整个桥墩一共有16层。此外,钢管柱内采用了目前最高等级的C80混凝土,强度为普通强度混凝土的4-6倍,而这种新型的技术也让桥的自重减少了50%左右。
; H9 |+ Y  E/ U- H( ]+ g; I/ g       在施工方的指挥部,一位工作人员正目不转睛地盯着眼前的视频。原来,由于桥墩太高不能在现场监工,施工方只有通过视频的方式来监工,“看到有什么问题我们马上通过对讲机告诉上端的工人,一秒都不能耽误。”万忠金说,由于桥墩高加上地形复杂,施工单位从2007年6月进场准备,2008年9月开始浇筑,直到昨日10号桥墩才封顶,而整个大桥通车还要等到后年。
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4)贵州毕节至威宇高速公赫章特大桥——墩高195m,现亚洲第一
8 w  d" N* m: h* J这是连续刚构桥的高墩亚洲纪录——赫章特大桥高达195m的主墩(11#)。如今这个时代,100m以下的都不好意思叫高墩了吧。下面是搜集的工程概况:
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赫章特大桥位于贵州省铜仁至威宁高速公路毕节至威宁段该桥地处云贵高原乌蒙山脉北段,地势北高南低,属构造侵蚀剥蚀型河谷地貌。大桥横跨赫章后河,两岸桥台地势相对较高,无常年地表径流,无水塘等地表水体。桥位区无断层通过,桥区下伏基岩连续、稳定,基岩厚度大,中风化岩石强度较高,场地整体稳定。
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/ v% Q% k/ H2 }0 ?& Z. ]% H赫章特大桥主桥上部结构采用(96+2×180+96)m预应力混凝土连续刚构,两岸引桥为40m简支转结构连续T梁。两幅主梁均采用PC主梁断面,主梁横断面为单箱单室截面,C55混凝土,根部梁高11.5 m,跨中梁高4m,梁高按1.6次抛物线变化。根部底板厚1.3m,跨中底板厚0.32m,厚度按1.6次抛物线变化。箱梁顶板跨中除0#块为0.5m外,其余梁段为0.3m,腹板厚度0#块为0.9m,其余梁段为0.7 m,0.6 m,0.45m。0 S5 w7 u( f8 L# h) ]0 Y2 Y- U4 |

3 J: L( h8 d8 g, J赫章特大桥 10#、12#主墩采用双薄壁墩,薄壁墩宽 7.5m,厚 3.0m,横桥向壁厚 1.0m,纵桥向壁厚 0.6m,在距离顶 4.0m 高范围内为实心段,墩顶设 2m 实心段,距离墩底 3.0m 设实心段。10#、12#墩构造形式为双薄壁空心墩;11#主墩高 195m,箱墩截面形式,箱墩横向宽 17.5m,纵向顶宽 9.0m,外侧按 60:1 放坡,横桥向壁厚 1.2m,纵桥向壁厚 1.2m,纵桥向两道 0.8m 厚加劲肋,竖向 5 道横隔板,墩顶、墩底各设 3.0m 实心段,图 1. 7 为 11#墩一般构造。墩身均为 C50 混凝土。6 |$ I& |( p. V3 w

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赫章特大桥位于赫章县县城南东方向约1km处,场区位于云贵高原乌蒙山脉北段,地势西高东低,桥位区附近海拔1492~1835m,相对最大高差约343m。该桥跨越后河,桥轴线地表高程在1710~1497m之间,相对最大高差约213m。该桥上部结构为9×40+96+2×180+96+5×30(米)预应力混凝土连续刚构,左幅全长1073.532米,右幅全长1069.22米,全桥分左、右幅,结构各自独立。
8 ~8 Z% i& m% _% M1 x! k0 @* |' H        其中11号主墩墩高195米,同类桥型中在国内尚属首例,为亚洲第一高墩。11号墩结构为单柱式三箱室变截面空心薄壁墩,截面为单箱三室,顶、底部各有一段矩形实心段;横桥向整幅设计,左、右幅上构在同一墩柱上,横桥向墩柱宽17.5米,顺桥向顶宽9米、底宽15.5米,顺桥向墩柱两侧坡率为1:60,箱墩沿高度方向按一定间距设5道横隔板,顶、底部各有一段矩形实心段,顶部2m实心段按2:1坡比顺桥向两侧外倒角1m,墩身上端与箱梁0号梁段固接、下端与承台固接,桥墩采用两幅整体式基础,承台采用23×27米矩形承台,厚度6米,并设混凝土垫层。桩基采用20根直径为2.5米的水下灌注桩,桩长平均每根40米,按端承桩设计。
# f. Y1 K/ i/ b/ T/ \        据了解,由于11号主墩位于后河峡谷内常年横风较大,桥位区最大风速可达28m/s,大风对11号主墩施工影响最大,墩柱施工吊装采用塔吊吊装,施工人员上下采用施工电梯,为了保证施工安全,每台塔吊上都装配有风速仪,风力超过6级的时候塔吊、电梯都不能使用;加上 11号主墩墩柱垂直高度高,在墩柱施工超过100米时一般输送泵因压力不够不能泵送,为了能够满足混凝土的输送高度,专门购置了两台中联HBT90-21-220S型高扬程混凝土输送泵;同时,墩柱起点为:17.5×15.5(米),顺桥向两侧按1:60的坡率收坡至墩顶为:17.5×9(米),内箱为单箱三室薄壁空心,面积大、内箱结构复杂,模板拆装慢,加大了施工困难。
( N; o$ g' ?1 e        为满足施工需要,赫章特大桥11#主墩墩柱施工采用液压翻模新工艺,通过滑模和翻模改良的模板系统,在测量控制过程中单独对赫章特大桥建立坐标、高程控制网,不仅提高了施工进度,同时保证了安全生产。赫章特大桥自2010年6月开工以来,历时33个月,克服种种困难,在毕威6标项目部全体职工的共同努力下,终于于3月29日18时20分顺利合龙,赫章特大桥的顺利合龙,标志着毕威高速桥梁建设工程圆满结束。1 j- O. L) F, t3 r

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精彩评论88

forverd 发表于 2014-8-12 08:50:23 | 显示全部楼层
我曾经参加过一个180m超高矩形空心墩的监控,也是科研项目,仅仅在温度方面说下我的感受
: E; F% C2 ^: \4 T3 u当时的项目是在北方,桥墩形式是80cm壁厚的矩形空心墩,截面形式是10mX8m,然后向上渐变。- C% o7 |0 J5 J( u
在夏季的时候温度梯度的影响会使得墩顶的位移在10cm左右,当然是最大的温差时,10cm在墩的施工时对桥墩本身影响不是很大,稳定性方面由于有横系梁所以又安全保证,但是这个位移产生的转角对梁的时候时影响较大,特别的,这个高度的桥墩同样是大跨结构,所以梁的线型非常重要,所以梁端的施工时需要不断计算梁端标高。

点评

学习了。谢谢传授经验  详情 回复 发表于 2017-3-29 07:47
这个确实是哦,大体积温度影响很关键  详情 回复 发表于 2016-9-29 09:41
学习了,谢谢分享经验!  发表于 2015-7-24 08:45
收藏学习收藏学习收藏学习收藏学习收藏学习  详情 回复 发表于 2015-3-26 09:03
zwy5253998 发表于 2014-1-8 01:19:43 | 显示全部楼层
lenghan040615 发表于 2014-1-4 22:43, i/ A& B: w1 b; C9 R8 s
五里坡特大桥位于宝汉高速公路宝鸡至陇县段宝鸡市千阳县和凤翔县之间,跨越白石河。全长1238米,主桥为连续 ...
! U) Q( x, r. y# l" S8 R  \+ G0 B' D8 ~
第一次在坛子里看到自己参与的项目,五里坡,当时师兄在哪做监控,去过工地,墩子是真的高!!!!!- g/ b' a4 R3 @# T# h+ D- o4 V
tangqiao1984 发表于 2014-1-4 10:57:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 tangqiao1984 于 2014-1-4 11:01 编辑 7 T3 j" d6 c( t0 I6 S# x. w1 t

( X9 y9 u  [' d$ g: F( M5 v. N我来补充一个 龙潭河特大桥
: ?. T/ y. v; L( q左线桥跨布置为5×40+106+3×200+106+4×40m,右线桥跨布置为 4×40+106+3×200+106+4×40m,大桥位于左右分离的分离式路基段,其中主桥 106+3×200+106m采用变截面预应力混凝土连续刚构箱梁,两岸引桥采用40m预应力混凝土T梁,先简支后刚构(连续)。
, z, R& Y& H+ x+ Z# W, W主桥墩最高178m,居当今世界梁式桥高墩之最。桥墩墩身采用双肢变截面矩形空心墩,为单箱单室断面,壁厚0.7m,肢间净距9m,纵向每墩双肢外侧均按100:1放坡,横向根据墩高采用分段放坡方式,从上到下分别采用100:1、60:1和40:1三种坡率。& x2 z$ t, n1 V3 \6 x2 I
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主要技术和创新点
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    (1)龙潭河大桥主桥桥墩最高178m,是目前世界第一高墩连续刚构桥梁,该成功地解决了高墩稳定、抗风、施工控制等关键技术问题,并通过风洞模型试验验证了结构的安全。
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    (2)本桥上构箱梁经计算分析选择合适的梁高变化曲线和细部构造尺寸,腹板内布置下弯钢束,加强竖向预应力,在梁高大于6m的区段竖向预应力采用更有效的钢绞线,设置足够的预拱度,通过这些措施可有效减小截面的剪力和主拉应力,预防腹板开裂和跨中下挠。
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liushui 发表于 2014-2-13 16:08:46 | 显示全部楼层
谁有做过这种百米高墩的设计和计算的,能不能上传点这方面的资料上来给大家分享下,这个绝对是好东西啊
shain2004 发表于 2014-8-5 11:28:14 | 显示全部楼层
这里的高墩,有没有哪个桥经受过地震的考验的?9 P2 A3 x% Z& j& A& M: R6 B. ^# O
我觉得那么高的墩现在有没有问题,现在还不好说,
. Z7 j  p4 ~5 ~, y要经得起实际地震的查验才最牛X,现在都是理论计算的。! Q& ]8 J2 z4 g3 ^+ U
不过,能做出来已经很牛X了!

点评

我也认为对于这种高墩,应该要进行专门的抗震分析。  发表于 2014-9-18 15:48
lenghan040615 发表于 2014-1-14 07:52:25 | 显示全部楼层
zwy5253998 发表于 2014-1-8 01:19
! V4 C, s, Q/ l" b# L* L. R第一次在坛子里看到自己参与的项目,五里坡,当时师兄在哪做监控,去过工地,墩子是真的高!!!!!

5 B* R8 c/ E& W# m3 P& X往事不堪回首那。呵呵0 V9 x; o% K' q5 J, Q
 楼主| redflag 发表于 2014-1-4 22:53:38 | 显示全部楼层
关于超高墩的稳定计算、非线性分析,大家一般如何进行的呢?参与讨论者,共享相关计算报告、模型者,重奖哟
tangqiao1984 发表于 2014-1-4 10:34:06 | 显示全部楼层
很不错 很喜欢仙神河大桥!!
lenghan040615 发表于 2014-1-4 22:43:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 lenghan040615 于 2014-1-4 22:53 编辑 5 P/ j. H: h6 w( ]9 Z% {1 S' ]

, _& n1 I0 l' n: U( q* m# `# X五里坡特大桥位于宝汉高速公路宝鸡至陇县段宝鸡市千阳县和凤翔县之间,跨越白石河。全长1238米,主桥为连续刚构,最大墩高153米,最大桥高173米。是“西北第一高桥”! J: g' |. J0 I" a8 M
五里坡特大桥2009年8月开工,2011年8月合龙。# M& @6 R4 X) _, U& J/ `7 w$ O

$ _, s+ s4 c0 w3 W) \0 b$ V建设单位:陕西宝汉高速公路建设管理有限公司
: x" c& R3 R% l* T; ]6 m6 `设计单位:陕西省公路勘察设计院
; o4 R: A) s5 D1 b; J- v施工单位:中铁二十局集团1 M) h7 S# k# e  n5 z' |
在工地上听得最多的也就是那个液压爬模系统了。
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wendy007 发表于 2014-1-6 16:18:22 | 显示全部楼层
不错,增长见识了哈!!!
在林子里 发表于 2014-1-6 23:07:19 | 显示全部楼层
牛掰,确实厉害,人的身高在长,桥墩也与时俱进
小木桥 发表于 2014-1-7 16:21:27 | 显示全部楼层
真是长见识。。。
hanhongju 发表于 2014-1-7 23:47:33 | 显示全部楼层
看着这么高的桥墩,真的很无语!!!
1561440269 发表于 2014-1-8 16:35:25 | 显示全部楼层
版主,可不可以弄一个关于不对称T的连续刚构桥的一个讨论啊?

点评

你可以自己发起讨论就是了  发表于 2014-1-16 15:05
陈海银 发表于 2014-1-11 14:11:18 | 显示全部楼层
确实牛逼,我们这边10m的墩子都不需要计算了
BDesigner 发表于 2014-1-20 08:46:16 | 显示全部楼层
现在的墩子都太高了,貌似有大于200m的了
wwwwzzzz200610 发表于 2014-2-12 11:11:02 | 显示全部楼层
没有人分享一下超高桥墩计算心得吗?哪怕是一些控性的计算要点也可以撒。
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