¿El diseño general del brazo norte del segundo puente sobre el río Nanjing Yangtze?
El ramal norte del segundo puente sobre el río Nanjing Yangtze es un puente de vigas cajón continuas de hormigón pretensado. El puente principal es una viga cajón continua pretensada tridimensional de sección variable de 903*16590 (m) con una longitud total de 2172 m. Se presenta el diseño general del puente North Branch.
1. Descripción general
El segundo puente sobre el río Nanjing Yangtze está ubicado a 11 km aguas abajo del puente existente sobre el río Nanjing Yangtze. Es un puente importante en la autopista de tránsito norte-sur en la sección del río Yangtze de Nanjing. Actualmente, la superestructura está siendo izada y vertida sin problemas y está previsto que esté terminada y abierta al tráfico el 1 de julio de 2006.
1. Ubicación del puente
El río Baguazhou, donde se encuentra el brazo norte del Segundo Puente del Río Yangtze de Nanjing, pertenece al tramo Nanjing del curso inferior del río Yangtze. El río en el sitio del puente es ligeramente curvado y bifurcado, y la forma en planta es ancha en la parte superior y estrecha en la parte inferior. El río North Branch es curvo y tiene aproximadamente 21,7 km de largo. El puente North Branch está ubicado en el medio del North Branch y comienza en la aldea de Zhangying, en el norte de Dachang. Se han construido terraplenes de control de inundaciones estándar del río Yangtze a ambos lados del sitio del puente, con una separación de 1287 m y una elevación de aproximadamente 9,5 m (Mar Amarillo). El cauce principal del río tiene casi 1.000 m de ancho, alto en el norte y bajo en el sur. La elevación del lecho del río es de 1,51 a 7,68 m, la profundidad del agua está hacia el sur y el nivel normal del agua es una profundidad máxima de 60. El canal del ramal norte es un canal exclusivo para Yangzi Petrochemical y otras "cinco empresas" y es utilizado por barcos de 3.000 toneladas. El canal tiene 580 ~ 600 m de ancho y el centro está ubicado en k14750. El eje del puente es ortogonal al ramal norte de la corriente principal y al canal. El cableado en ambos extremos es suave y equilibrado, y la coordinación general es buena.
2. Hidrología
Resultados de análisis y cálculo hidrológico del puente de Beichuan;
El caudal de diseño (una vez cada 300 años) es de 22000 m3/s
El nivel de agua de diseño es de 9,20 metros
El caudal de diseño es de 1,59 metros/segundo
La profundidad de socavación general es de 4,36 metros
La principal el muelle es de 13,70m y el muelle de transición es de 12,40m Derrumbe local.
La profundidad máxima de socavación del muelle principal es de 18,60 metros, y la profundidad máxima de socavación del muelle de transición es de 16,76 metros.
El nivel de agua de construcción recomendado es de 7,0m (frecuencia 1/15).
3. Meteorología
Nanjing pertenece a la zona climática de transición del subtropical norte al subtropical central, con cuatro estaciones distintas, un calor abrasador en invierno y grandes diferencias de temperatura. La primavera es soleada, el verano caluroso con abundantes lluvias, el otoño refrescante y el invierno soleado, frío y seco.
El puente está a 28 metros sobre el río, con un encuentro cada cien años de 10 minutos y una velocidad máxima promedio del viento de 34,4 metros/segundo.
4. Terremotos y geología
Según el análisis de riesgo sísmico del sitio del puente, la vida útil del sitio del puente es de 50 años, la probabilidad de excedencia es 10, la aceleración horizontal del terremoto del lecho de roca es 0.0825 g, y la categoría del sitio es suelo del sitio de Categoría III.
La sobrecarga cuaternaria está ampliamente distribuida en el cauce principal del río en el sitio del puente y en las llanuras de inundación a ambos lados, con un espesor de aproximadamente 28 a 38 m en el cauce del río. La litología es principalmente franco-arenosa, con ocasionales franco-limoso, franco-franco y franco fino. La distribución de las inundaciones en ambos lados tiene poca continuidad, con un espesor de unos 5 m, y está dominada por franco, seguido de franco limoso, limo arcilloso y arena fina. La grava y la arena de grava de aproximadamente 1 m de espesor distribuidas debajo cubren directamente el lecho de roca subyacente. El lecho de roca subyacente en el área del sitio del puente es lutita roja, lutita calcárea y limolita de la Formación Pukou del Cretácico Superior. Debido a las diferentes composiciones minerales y cementación, se desarrolla un lecho de roca y los cambios de fase y los fenómenos de pellizco son frecuentes. Las propiedades físicas y mecánicas de los macizos rocosos varían mucho.
II. Principales indicadores técnicos
Diseño de superpuente de autopista de seis carriles:
La velocidad de conducción de diseño es de 100 km/h/h
El puente tiene 32 metros de ancho.
Camión diseñado - super nivel 20, remolque - 120
La velocidad del viento de diseño es 30,4 metros/segundo
Intensidad básica del terremoto ⅶ
La carga de impacto del barco es de 20.000 kN en la dirección aguas abajo y de 10.000 kN en la dirección del flujo transversal.
El ancho libre de navegación es ≥125 metros y la altura libre es ≥18 metros.
El nivel máximo de agua de navegación diseñado es de 8,10m.
El nivel mínimo de agua de navegación diseñado es de -0,4 metros (el índice de garantía de navegación es 99).
La frecuencia de inundación de diseño es 1/300
La pendiente longitudinal máxima del puente no supera el 3
3 Diseño general del puente.
1. Principios generales de diseño
Considerar de manera integral la topografía, geomorfología, hidrología, geología, navegación y requisitos técnicos, económicos, estéticos y estructurales del sitio del puente, y tratar de ser tecnológicamente avanzado. económicamente razonable, hermoso y fácil de construir. Es factible, seguro y duradero de usar, y logra el propósito de seguridad, aplicabilidad y economía generales. En términos de operaciones específicas, el puente principal se centra en el avance, el puente de acceso se centra en los intercambios económicos y se lleva a cabo la selección del plan del tipo de puente y el diseño de los orificios del puente.
2. Plano del tipo de puente y diseño general
En el diseño general del tramo del puente, se consideran principalmente los siguientes factores:
Ambos lados del Yangtze Se construye un terraplén estándar para el control de inundaciones en el río Nanjing. Para la seguridad del terraplén, los pilares del puente deben ubicarse alejados del terraplén y dejar una distancia de seguridad suficiente para garantizar la seguridad del terraplén durante la construcción y operación.
Teniendo en cuenta la vía y la posición central del canal del ramal norte, el centro del puente principal debe ser lo más consistente posible con el centro del canal, y el orificio de navegación del puente principal debe cubrir el rango de vía. El puente principal debe tener al menos dos orificios de navegación. Teniendo en cuenta la comodidad y belleza de la navegación, se disponen tres hoyos de navegación.
Reducir al máximo las cimentaciones de aguas profundas para acortar el periodo de construcción y ahorrar inversión.
La relación entre luces laterales del puente principal debe considerar no sólo la tensión razonable de la estructura, sino también la conveniencia de la construcción. Teniendo en cuenta la experiencia y las lecciones de una determinada viga continua de PC de gran luz o marco rígido continuo en la sección de la viga cerca del punto de apoyo lateral, en el diseño del puente principal, la luz del orificio lateral debe reducirse adecuadamente y la relación del tramo lateral al tramo medio debe reducirse adecuadamente. Se minimiza la tensión de tracción principal a lo largo del tramo, lo que evita grietas y facilita la construcción.
El lecho de roca debajo del sitio del puente no está profundamente enterrado y la superficie de la roca es plana.
El puente de acceso en la llanura aluvial debería adoptar una luz ligeramente mayor y debería poder salvar los terraplenes del río en ambos lados. El puente de acceso dentro del terraplén debería disponerse con un claro económico.
De acuerdo con los requisitos para la altura máxima permitida de llenado de lechos de suelo blando, la altura de llenado del terraplén de la cabeza de puente debe controlarse dentro de los 5 m.
Teniendo en cuenta los factores anteriores, durante las etapas de diseño preliminar y diseño técnico, se elaboraron dos esquemas de viga cajón continua pretensada de sección variable y marco rígido continuo de 903*16590 m y 105 3 * 180 105 m para el puente principal. Las comparaciones técnicas y económicas se realizaron a la misma profundidad. Los resultados muestran que el diseño del orificio principal de 165 m cubre básicamente el rango de la vía fluvial y cumple con los requisitos de navegación y control de inundaciones. La estructura de viga cajón continua de hormigón pretensado de gran luz tiene buen rendimiento general, alta rigidez, pequeña deformación, conducción cómoda y alta cruz. -Rigidez torsional de la sección y buena resistencia a los terremotos. Buena, la rigidez del muelle principal es grande, la capacidad anticolisión del barco es fuerte, la forma lineal de todo el puente es simple y elegante, la dificultad de construcción es pequeña y el mantenimiento es. conveniente y el costo es moderado.
Finalmente, el plano general del tramo del puente North Branch es el siguiente:
Puente principal 9 () Puente de viga cajón continua de hormigón pretensado de sección igual de 3x165m 90in = 675m.
Puente de acceso norte 35m 16*30m 5*50m = 733,5m Puente de viga cajón continua de hormigón pretensado de igual sección.
Puente de acceso sur 5*50m 17*30m 3,5m=763,5m Puente de vigas cajón continuas de hormigón pretensado de igual sección.
La longitud total del puente es de 2172m.
En cuanto a la elevación del tablero del puente principal, se considera que la altura neta de navegación de los dos huecos laterales es de 18 m sobre el nivel más alto del agua de navegación. El tablero del puente está dispuesto simétricamente con una pendiente longitudinal en dos sentidos de 2,957 en el centro del puente principal, sin una curva vertical convexa con un radio de 16000 m. Para mejorar el paisaje del puente y mostrar la belleza de la estructura del puente, los accesos sur y norte del puente están configurados con radios de 8000 my 465,438 respectivamente.
3. Puente principal
(l) Forma y estructura de la sección transversal de la viga principal
La proporción del peso propio de la superestructura en la carga de diseño del El puente de vigas continuas de PC de gran luz varía con el aumento de la luz. Bajo la premisa de garantizar la rigidez estructural, las principales consideraciones en su diseño de la sección transversal son reducir el peso muerto de la superestructura tanto como sea posible y obtener una mayor capacidad portante transversal efectiva. Para ello está dispuesta la sección transversal de la estructura del puente. El puente de seis carriles está dispuesto como un gran tramo voladizo de una sola cámara, pretensado, de tres vías, con separación superior e inferior.
El pretensado transversal del techo y los tendones de pretensado vertical del alma se utilizan para resolver los problemas de tensión del techo y resistencia al corte del alma de la viga principal. Se utiliza un sistema pretensado de gran tonelaje y su diseño razonable para evitar aumentar el área y los dientes de la parte superior e inferior. Placas debido a la estructura del tablero agrupado. Una sección de una sola cámara pretensada tridimensional de este tipo tiene las ventajas de una gran rigidez torsional, una alta eficiencia de la sección y un buen rendimiento dinámico. Puede reducir efectivamente el peso de la estructura superior, reducir el tamaño estructural de la estructura inferior. y ahorrar materiales.
La altura de la viga cajón del puente principal cambia según una parábola cuadrática desde 0,28 metros en el talón hasta 3,0 metros en la mitad del claro, que son 1/18,75 y 1/55 del claro respectivamente. El ancho superior de una sola viga cajón es de 15,42 metros, con una pendiente transversal de 2. La longitud del voladizo de las dos placas laterales de la placa superior es de 3,96 metros y el espesor es de 1,1 ~ 0,3 metros porque el espesor es de 0,9 ~. 0,4 metros, la viga cajón se fija con dos bloques 0 en la parte superior del muelle se ubica un tabique transversal de 0,8 metros de espesor correspondiente a la pared lateral del muelle principal. Esto permite que los pilares y vigas se consoliden temporalmente durante el vertido en voladizo, y se instala un diafragma de 2,0 m de espesor en la viga cajón al final del camino auxiliar. Las vigas tipo caja de PC se construyen mediante vertido en voladizo de cesta colgante. La sección de la viga se divide en 8 m (bloque 0) 5 * 2,5 m 5 * 3,5 m 8 * 4,0 m, la sección cerrada del tramo medio y el tramo secundario es de 3,0 m, la sección cerrada del tramo lateral es de 2,0 m y el soporte del tramo lateral La sección colada in situ es de 6,72 m, el peso máximo del segmento de viga es de 156 t.
(2) Sistema de precarga
La viga cajón está diseñada de acuerdo con un pretensado de tres vías, y el pretensado longitudinal adopta ASTMA416-92270 de 27φj15.24, 19φj15.24 y 12φj15. .24. Sólo unas pocas secciones de viga en la raíz de la viga cajón están equipadas con vigas de alma curvada, y el resto son vigas de placa superior y vigas de placa inferior. Las placas superior e inferior son vigas espaciales con tramos planos y curvas verticales, que se anclan centralmente en las placas dentadas de los tirantes superiores del alma lo más cerca posible del alma para reducir la tensión local y facilitar que la fuerza de anclaje concentrada se propague rápidamente al toda la sección. El pretensado transversal del techo de vigas cajón adopta cordones de acero de 4φj15.24 y anclajes planos BM-4, dispuestos a intervalos de 75°, y un extremo se tensa y ancla alternativamente. En el alma de la viga cajón se colocan barras pretensadas verticales y anclajes YGM de barras gruesas roscadas laminadas finas φL32, con una distancia de 50 m entre uno y dos brazos.
De acuerdo con el progreso general de la construcción del proyecto, se requiere que el puente principal y el puente de acceso se construyan al mismo tiempo. Para evitar que la construcción del puente de acceso interfiera con la operación de tensado pretensado longitudinal del puente principal, las vigas de momento positivo en los orificios laterales del puente principal se anclan en el extremo de la viga y se tensan y anclan dentro de la viga.
(3) La subestructura del puente principal adopta pilares huecos de paredes delgadas de hormigón armado, encepados altos y cimientos de grupos de pilotes. El muelle del puente es una sección rectangular de paredes delgadas de 5 m x 7,5 m, con un espesor de pared de 1,2 m. Para resistir la tensión local causada por la colisión de un barco, se utiliza hormigón 50# y el espesor del muelle es de barra de acero. La capa protectora se aumenta adecuadamente y en ella se coloca una malla de acero. La tapa del muelle principal tiene 3,5 m de espesor, la elevación superior es de -0,5 m y se utiliza una base de pilotes perforada y encastrada en roca de 9φ2,5 m.
(4) Acerca del control de tensiones
Para puentes de vigas PC de luces largas, teniendo en cuenta los errores de construcción, las irregularidades de las propiedades del hormigón y las diferencias entre la teoría de cálculo y esta estructura pretensada de tres vías Basado en las condiciones de trabajo reales y los problemas de puentes similares construidos en China, los indicadores de tensión del puente principal se controlan en el diseño, dejando un cierto margen y reserva de seguridad para aumentar la seguridad y durabilidad de la estructura. Los resultados del cálculo muestran que la tensión normal máxima es 17,4 MPa, la tensión normal mínima es -0,46 MPa y la tensión de tracción principal máxima es -0,8 MPa. Durante la etapa de operación, la tensión normal máxima es de 16,7 MPa, la tensión normal mínima es de 2,4 MPa y la tensión de resistencia principal máxima es de -0,8 MPa. El pretensado vertical requiere el uso de tecnología de tensado pesado. Solo una parte de la fuerza de pretensado vertical se incluye en el cálculo y la fuerza de pretensado vertical restante se considera como reserva de seguridad.
4. Puente de acceso
El puente de acceso a ambos lados del banco adopta vigas de caja continuas de PC fundidas agujero por agujero a través de los terraplenes en ambos lados y fuera del terraplén. (en el cauce del río) son de 50m, los agujeros en el terraplén son de 30m, y el pozo de perforación de riego de cimentación.
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