本書作為長大橋梁建養(yǎng)關(guān)鍵技術(shù)叢書之一,旨在為廣大橋梁建設(shè)技術(shù)人員提供一本可指導(dǎo)城市橋梁設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)性參考書。
近年來,隨著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人們對城市橋梁的美學(xué)景觀要求越來越高,各種與生態(tài)環(huán)境、歷史文化及美學(xué)景觀融合的復(fù)雜橋型應(yīng)運(yùn)而生,越來越多基于新理念、新材料和新體系的城市橋梁不斷涌現(xiàn)。相對于公路橋梁,城市橋梁在滿足交通功能的基礎(chǔ)上,更注重橋梁的景觀效果,同時(shí)還應(yīng)兼顧城市歷史文化、建筑風(fēng)格以及橋位周邊的規(guī)劃和環(huán)境等因素。歐美、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)表現(xiàn)尤為突出,設(shè)計(jì)師們在新型城市橋梁設(shè)計(jì)中注重橋梁與環(huán)境相協(xié)調(diào),融入人性化的設(shè)計(jì)理念,且根據(jù)不同的地形條件,因地制宜,設(shè)計(jì)出許多造型優(yōu)美、極具特色的景觀橋梁。當(dāng)前,我國城市橋梁建設(shè)日新月異,而天津作為國際現(xiàn)代化大都市,在海河綜合開發(fā)改造過程中提出了城市橋梁概念,并做了大量突破性的嘗試。設(shè)計(jì)師們根據(jù)不同的橋位和交通需求,嘗試城市橋梁的多樣性,融入建筑美學(xué)元素,與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào),強(qiáng)調(diào)以人為本,重視親水設(shè)計(jì),突出行人在橋上行走的體驗(yàn)。
作者多年來一直致力于城市橋梁的設(shè)計(jì)與施工工作,以本書所述天津海河大沽橋、直沽橋、金阜橋、赤峰橋、富民橋、吉兆橋等6座城市橋梁建設(shè)為依托,主持多項(xiàng)國家級(jí)、省部級(jí)科技攻關(guān)項(xiàng)目,獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng),主持設(shè)計(jì)施工的橋梁獲國際橋梁大獎(jiǎng)尤金·菲戈獎(jiǎng)、全國優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)銀質(zhì)獎(jiǎng)、中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng)、中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
本書是作者所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)多年來理論成果和工程應(yīng)用的總結(jié),主要面向具有一定工程經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員,注重創(chuàng)新與實(shí)踐,力求圖文并茂,以實(shí)際工程案例的形式方便讀者理解和掌握。
本書部分成果來自作者所主持的科研項(xiàng)目,工程設(shè)計(jì)案例均來自天津城建設(shè)計(jì)院有限公司主持設(shè)計(jì)的橋梁,大部分工程施工案例來自天津城建集團(tuán)及所屬公司主持施工的橋梁。天津城建集團(tuán)及所屬公司、天津城建設(shè)計(jì)院有限公司、同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、天津大學(xué)等單位為作者的相關(guān)研究提供了大力支持,并提出了很多有益的建議,作者對參與本書內(nèi)容研究的合作者表示衷心的感謝!
當(dāng)前,我國城市橋梁建設(shè)仍處于不斷積累和高速發(fā)展的階段,由于時(shí)間倉促和作者認(rèn)識(shí)上的局限性,本書疏漏和不當(dāng)之處在所難免,懇請廣大讀者不吝賜教,以便再版時(shí)修正、提高。
作者2019年1月
第1章
1緒論
1.1城市橋梁設(shè)計(jì)理念1
1.2城市橋梁研究與應(yīng)用現(xiàn)狀2第2章
3天津海河大沽橋
2.1橋梁方案設(shè)計(jì)4
2.1.1工程建設(shè)條件4
2.1.2橋梁方案構(gòu)思4
2.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析5
2.2.1工程概況5
2.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6
2.2.3整體計(jì)算分析11
2.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究13
2.3.1構(gòu)造設(shè)計(jì)13
2.3.2吊桿連接構(gòu)造疲勞試驗(yàn)15
2.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究16
2.4.1主拱安裝17
2.4.2體系轉(zhuǎn)換施工24
2.4.3厚板焊接變形控制33
2.4.4環(huán)氧瀝青鋪裝37
2.4.5成橋試驗(yàn)38第3章
39天津海河直沽橋
3.1橋梁方案設(shè)計(jì)40
3.1.1工程建設(shè)條件40
3.1.2橋梁方案構(gòu)思40
3.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析41
3.2.1工程概況41
3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43
3.2.3整體計(jì)算分析43
3.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究45
3.3.1構(gòu)造設(shè)計(jì)45
3.3.2試驗(yàn)研究54
3.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究70
3.4.1吊桿張拉控制70
3.4.2雙曲面鋼拱肋制作成型工藝71
3.4.3葉片及弧形梁連接片制作成型工藝75
3.4.4空間斜向變截面鋼拱的安裝工藝78
3.4.5鋼拱橋施工體系轉(zhuǎn)換研究83第4章
88天津海河金阜橋
4.1橋梁方案設(shè)計(jì)88
4.1.1工程建設(shè)條件88
4.1.2橋梁方案構(gòu)思88
4.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析91
4.2.1工程概況91
4.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93
4.2.3結(jié)構(gòu)受力優(yōu)化分析100
4.2.4整體計(jì)算分析103
4.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究105
4.3.1大噸位拉壓剪支座設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究106
4.3.2撐桿設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究107
4.3.3鋁合金橋面板性能試驗(yàn)研究107
4.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究110
4.4.1施工整體工序研究110
4.4.2鋼箱梁加工及安裝114
4.4.3空間扭曲縱、橫拱加工制造工藝研究118
4.4.4施工控制成果128第5章
129天津海河赤峰橋
5.1橋梁方案設(shè)計(jì)129
5.1.1工程建設(shè)條件129
5.1.2橋梁方案構(gòu)思129
5.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析132
5.2.1工程概況132
5.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132
5.2.3整體計(jì)算分析135
5.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究139
5.3.1主塔總體受力分析與設(shè)計(jì)139
5.3.2主塔錨固區(qū)設(shè)計(jì)139
5.3.3鋼主梁錨固區(qū)設(shè)計(jì)141
5.3.4主塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)142
5.3.5限位墩設(shè)計(jì)146
5.3.6拉索合理布置和索力優(yōu)化148
5.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究150
5.4.1主塔施工工藝150
5.4.2鋼箱梁加工及安裝152
5.4.3拉索張拉及體系轉(zhuǎn)換155第6章
168天津海河富民橋
6.1橋梁方案設(shè)計(jì)168
6.1.1工程建設(shè)條件168
6.1.2橋梁方案構(gòu)思168
6.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析170
6.2.1工程概況170
6.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)170
6.2.3整體計(jì)算分析184
6.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究195
6.3.1主鞍設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究195
6.3.2索夾設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究197
6.3.3空間纜索下吊點(diǎn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究198
6.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究200
6.4.1空間纜索懸索橋施工技術(shù)綜述200
6.4.2貓道設(shè)計(jì)和架設(shè)200
6.4.3主纜架設(shè)準(zhǔn)備措施和主纜架設(shè)202
6.4.4體系轉(zhuǎn)換和現(xiàn)場監(jiān)控205第7章
209天津海河吉兆橋
7.1橋梁方案設(shè)計(jì)209
7.1.1工程建設(shè)條件209
7.1.2橋梁方案構(gòu)思210
7.2橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析210
7.2.1工程概況210
7.2.2結(jié)構(gòu)體系212
7.2.3整體計(jì)算分析216
7.3橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究225
7.3.1負(fù)彎矩區(qū)節(jié)段模型試驗(yàn)225
7.3.2新型抗拔不抗剪T形連接件性能試驗(yàn)244
7.3.3軟鋼阻擋裝置力學(xué)性能試驗(yàn)研究258
7.4施工關(guān)鍵技術(shù)研究263
7.4.1鋼桁架制作精度控制263
7.4.2鋼桁架小空間復(fù)雜節(jié)點(diǎn)制造技術(shù)265
7.4.3鋼桁架安裝技術(shù)268參考文獻(xiàn)269