北京路大桥养护方案设计
目 录
1 绪论 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的和意义 4
1.4 本文研究主要内容 5
2 悬索桥养护现状分析 6
2.1 悬索桥养护设计综述 7
2.2 悬索桥养护发展现状 11
2.3 悬索桥养护存在问题 11
3 淮安市北京路大桥实地调查 12
3.1 淮安市北京路大桥实地调查 12
3.2 淮安市北京路大桥调查情况汇总说明 16
4 淮安市北京路大桥存在问题分析 17
4.1 实地调查分析 17
4.2 调查分析汇总 19
5 淮安市北京路大桥养护方案设计 19
5.1 淮安市北京路大桥养护设计方案 19
5.2 淮安市北京路大桥主要问题处理方案 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 研究背景
悬索桥可依据主缆锚固方法的不同可分为地锚式和自锚式两种悬索桥：地锚式悬索桥主缆锚固于基础上，主缆水平和竖向的分力是通过锚固体传给地基的；自锚式悬索桥则是把主缆锚固在加劲梁梁端的锚固体上，是由加劲梁承受主缆水平力，以桥墩和配重抵消竖向力。因为没有了庞大的锚碇，自锚式的悬索桥不但造型精美，而且避免了特殊地质中锚碇修筑的技术难题 [1] 。淮安市北京路大桥横跨京杭运河，大桥主跨加劲梁为钢箱梁，边跨为预应力混凝土箱梁，是自锚式的悬索桥，为了保持施工中大运河的通行能力，使用 “先缆后梁”的无支架施工的技术，这又跟正常的自锚式悬索桥的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
施工有一些差异 [2] 。
1.2 国内外研究现状
对于悬索桥的研究发展，国外的起步较早、成果较多、研究也较深，而中国虽说起步较晚，但是中国也在积极地进行该方面的研究，与时俱进。本文这一部分从国外研究现状和国内研究现状对悬索桥养护的相关研究进行介绍。
1.2.1 国外研究现状
从桥梁建造史来看，自锚式悬索桥并非新的桥型。约瑟夫朗金和查理斯本德早已各自提出了自锚式悬索桥的桥型。朗金于1870年建造了史上第一座小型铁路自锚式的悬索桥。到了20世纪初期，自锚式的悬索桥又兴起于德国，从1915年建成的首座大型的自锚式悬索桥（科隆—迪兹桥）起，一直到1929年总计建成了5座自锚式悬索桥。上个世纪末，韩国与日本又推出了自锚式悬索桥桥型，并加入了一些新元素，90年代初于日本完工的此花大桥，此花大桥为单索面自锚式公路悬索桥，主缆的垂跨比为1:6，选用新颖的倾斜吊杆，选用钢箱梁作为加劲梁，花瓶型的主塔；1999年于韩国建成的永宗大桥则是双索面公铁两用的自锚式悬索桥，垂跨比为1:5，索面倾斜，也是花瓶型的主塔。这两座是自锚式悬索桥的典型代表。美国在奥克兰海湾新桥重新建设的规划中中包含了一座单塔双跨和一座双塔3跨的自锚式悬索桥。这几座桥的建设拉开了现代自锚式悬索桥研究和发展的序幕[1]。
虽然国外悬索桥的发展几经周折，但是人们对悬索桥养护的脚步从未停止，风力是悬索桥养护发展史上比较重要的研究点，从1818年起至少已经有11座桥梁因为风力的原因损坏（见表1-1），其中最典型的是美国塔科马大桥在八级大风的作用下因为扭转导致振动发散使桥梁倒塌。此次事故引起桥梁界的震惊，也促进了风力对桥梁作用的研究。悬索的弯曲刚度对整个系统的刚度影响显著，从而必然会影响其动态行为[3]。此外，美国布鲁克林桥、丹麦大贝尔特海峡大桥等也曾出现过重大事故。伴随着养护技术不断改善，桥梁的安全性、稳定性、载重能力和耐久性也在不断地提高。
表 1-1 遭风毁破坏的桥梁
时间 桥梁名称 主跨跨度（m） 桥梁地址
1818 Dyburgh Abbey 79 苏格兰
1821 Union 137 英格兰
1834 Nassau 75 德国
1836 Brighton Chair Pier 78 英格兰
1838 Montrose 132 苏格兰
1839 Menai Strair 177 威尔士
1852 Roche-Beruard 195 美国
1854 Wheeling 308 美国
1864 Lewiston-Queenson 317 美国
1889 Nigara-Clifton 384 美国
1940 Tacoma Narrows 853 美国
1.2.2 国内研究现状
我国的悬索桥发展虽然起步比较晚，但发展迅捷，敢于创新，因此在世界桥梁的领域内颇有名气。我国自锚式悬索桥结构的形式、材料的种类多种多样。从加劲梁的构造看，有钢箱梁、桁架梁、混凝土边主梁和混凝土箱梁等，有的是在桥塔处建支座的支承体系，也有的是漂浮式体系；从造型看，我国大多悬索桥采用双塔多跨结构；在加劲梁材料的选择方面，我国的桥梁工程师打破常规，首次提出了混凝土自锚式的悬索桥，即用钢筋混凝土来取代以前常用的钢成为加劲梁材料，并且已经建成了许多此种类型悬索桥。2002年在金湾桥的建造中首次采用了钢筋混凝土作为加劲梁材料，随后建成的江山市北关大桥、抚顺万新大桥也是此类悬索桥；抚顺万新大桥的另一创新之处在于：用钢丝绳作为主缆，连续性地绕过梁端，“兜”于锚固跨之上，起到锚固的作用，这一大胆的尝试为以后自锚式悬索桥锚体的设计拉开了新的篇章[1]。
我国现在运营的自锚式悬索桥不计其数，有：浙江金华的康济桥、大连金石滩的金湾桥、江山市的北关桥、苏州的索山桥、常州的广化桥、佛山的平胜桥、抚顺的万新桥等。
自锚式的悬索桥线形优美，在外形方面优势明显，而且对于建造地址的适应能力也比较强，因此自锚式悬索桥备受人们的关注,并且自锚式悬索桥早已在中国的桥梁建设事业中占据了一席之地[4]。并且自锚式悬索桥无需特意修建锚碇，这使自锚式的悬索桥在桥型选择中具有更大优势，越来越受到人们的青睐，尽管其有一定缺陷，但随着科学技术的日益进步，这种以前被人忽略的桥型，随着建设悬索桥经验的慢慢积累、研究的逐渐深入、悬索桥施工的技术越发成熟、材料的性能方面不断完善，悬索桥的跨越能力也在不断地增强，也将会得到更广泛的修建[1]。
我国的悬索桥发展虽然起步比较晚，但发展迅捷，敢于创新，因此在世界桥梁的领域内颇有名气。然而，我国的悬索桥发展并不能就此止步，因为我国的悬索桥还存在诸多重大的问题：洪水、地形、地震、风力等这些世界级的难题丞待解决。结构的破坏是由于材料的失效造成的[5]，因此对材料的研究还需更进一步。北京顺义悬索桥、川藏线通麦大桥等桥梁的倒塌事故特敲响了我国桥梁养护的警钟。我们悬索桥的养护存在许多问题，如：施工时的工程质量、超载现象严重、管理体系不完善等。
因此，国内的悬索桥养护现状不容乐观，对悬索桥养护的研究是一个漫长且艰辛的过程，需要我国的桥梁工作人员进一步研究完善。
本文研究路线的流程图如下：
2 悬索桥养护现状分析
悬索桥作为现代常见桥梁的一种，有着它独特的优缺点。悬索桥可以造的比较高，允许船只在其下通行，桥梁施工的时候没有必要在中心建立临时性桥墩，因此悬索桥也可以在建在水深或者水流比较急的复杂地形，加上悬索结构灵活，因此迎合大风和地震等特殊条件区域的需求。悬索桥缺点在于悬索极易改变形状，会使悬索结构产生较大挠曲变形，在风荷载或者车辆荷载作用下会产生振动，若振动幅度超过一定限度，则会对整个悬索桥体系造成严重的破坏，因此悬索桥的养护十分重要。本部分主要从悬索桥养护设计综述、悬索桥养护发展现状以及悬索桥养护存在问题进行介绍。
1 绪论 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外研究现状 2
1.3 研究的目的和意义 4
1.4 本文研究主要内容 5
2 悬索桥养护现状分析 6
2.1 悬索桥养护设计综述 7
2.2 悬索桥养护发展现状 11
2.3 悬索桥养护存在问题 11
3 淮安市北京路大桥实地调查 12
3.1 淮安市北京路大桥实地调查 12
3.2 淮安市北京路大桥调查情况汇总说明 16
4 淮安市北京路大桥存在问题分析 17
4.1 实地调查分析 17
4.2 调查分析汇总 19
5 淮安市北京路大桥养护方案设计 19
5.1 淮安市北京路大桥养护设计方案 19
5.2 淮安市北京路大桥主要问题处理方案 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 研究背景
悬索桥可依据主缆锚固方法的不同可分为地锚式和自锚式两种悬索桥：地锚式悬索桥主缆锚固于基础上，主缆水平和竖向的分力是通过锚固体传给地基的；自锚式悬索桥则是把主缆锚固在加劲梁梁端的锚固体上，是由加劲梁承受主缆水平力，以桥墩和配重抵消竖向力。因为没有了庞大的锚碇，自锚式的悬索桥不但造型精美，而且避免了特殊地质中锚碇修筑的技术难题 [1] 。淮安市北京路大桥横跨京杭运河，大桥主跨加劲梁为钢箱梁，边跨为预应力混凝土箱梁，是自锚式的悬索桥，为了保持施工中大运河的通行能力，使用 “先缆后梁”的无支架施工的技术，这又跟正常的自锚式悬索桥的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
施工有一些差异 [2] 。
1.2 国内外研究现状
对于悬索桥的研究发展，国外的起步较早、成果较多、研究也较深，而中国虽说起步较晚，但是中国也在积极地进行该方面的研究，与时俱进。本文这一部分从国外研究现状和国内研究现状对悬索桥养护的相关研究进行介绍。
1.2.1 国外研究现状
从桥梁建造史来看，自锚式悬索桥并非新的桥型。约瑟夫朗金和查理斯本德早已各自提出了自锚式悬索桥的桥型。朗金于1870年建造了史上第一座小型铁路自锚式的悬索桥。到了20世纪初期，自锚式的悬索桥又兴起于德国，从1915年建成的首座大型的自锚式悬索桥（科隆—迪兹桥）起，一直到1929年总计建成了5座自锚式悬索桥。上个世纪末，韩国与日本又推出了自锚式悬索桥桥型，并加入了一些新元素，90年代初于日本完工的此花大桥，此花大桥为单索面自锚式公路悬索桥，主缆的垂跨比为1:6，选用新颖的倾斜吊杆，选用钢箱梁作为加劲梁，花瓶型的主塔；1999年于韩国建成的永宗大桥则是双索面公铁两用的自锚式悬索桥，垂跨比为1:5，索面倾斜，也是花瓶型的主塔。这两座是自锚式悬索桥的典型代表。美国在奥克兰海湾新桥重新建设的规划中中包含了一座单塔双跨和一座双塔3跨的自锚式悬索桥。这几座桥的建设拉开了现代自锚式悬索桥研究和发展的序幕[1]。
虽然国外悬索桥的发展几经周折，但是人们对悬索桥养护的脚步从未停止，风力是悬索桥养护发展史上比较重要的研究点，从1818年起至少已经有11座桥梁因为风力的原因损坏（见表1-1），其中最典型的是美国塔科马大桥在八级大风的作用下因为扭转导致振动发散使桥梁倒塌。此次事故引起桥梁界的震惊，也促进了风力对桥梁作用的研究。悬索的弯曲刚度对整个系统的刚度影响显著，从而必然会影响其动态行为[3]。此外，美国布鲁克林桥、丹麦大贝尔特海峡大桥等也曾出现过重大事故。伴随着养护技术不断改善，桥梁的安全性、稳定性、载重能力和耐久性也在不断地提高。
表 1-1 遭风毁破坏的桥梁
时间 桥梁名称 主跨跨度（m） 桥梁地址
1818 Dyburgh Abbey 79 苏格兰
1821 Union 137 英格兰
1834 Nassau 75 德国
1836 Brighton Chair Pier 78 英格兰
1838 Montrose 132 苏格兰
1839 Menai Strair 177 威尔士
1852 Roche-Beruard 195 美国
1854 Wheeling 308 美国
1864 Lewiston-Queenson 317 美国
1889 Nigara-Clifton 384 美国
1940 Tacoma Narrows 853 美国
1.2.2 国内研究现状
我国的悬索桥发展虽然起步比较晚，但发展迅捷，敢于创新，因此在世界桥梁的领域内颇有名气。我国自锚式悬索桥结构的形式、材料的种类多种多样。从加劲梁的构造看，有钢箱梁、桁架梁、混凝土边主梁和混凝土箱梁等，有的是在桥塔处建支座的支承体系，也有的是漂浮式体系；从造型看，我国大多悬索桥采用双塔多跨结构；在加劲梁材料的选择方面，我国的桥梁工程师打破常规，首次提出了混凝土自锚式的悬索桥，即用钢筋混凝土来取代以前常用的钢成为加劲梁材料，并且已经建成了许多此种类型悬索桥。2002年在金湾桥的建造中首次采用了钢筋混凝土作为加劲梁材料，随后建成的江山市北关大桥、抚顺万新大桥也是此类悬索桥；抚顺万新大桥的另一创新之处在于：用钢丝绳作为主缆，连续性地绕过梁端，“兜”于锚固跨之上，起到锚固的作用，这一大胆的尝试为以后自锚式悬索桥锚体的设计拉开了新的篇章[1]。
我国现在运营的自锚式悬索桥不计其数，有：浙江金华的康济桥、大连金石滩的金湾桥、江山市的北关桥、苏州的索山桥、常州的广化桥、佛山的平胜桥、抚顺的万新桥等。
自锚式的悬索桥线形优美，在外形方面优势明显，而且对于建造地址的适应能力也比较强，因此自锚式悬索桥备受人们的关注,并且自锚式悬索桥早已在中国的桥梁建设事业中占据了一席之地[4]。并且自锚式悬索桥无需特意修建锚碇，这使自锚式的悬索桥在桥型选择中具有更大优势，越来越受到人们的青睐，尽管其有一定缺陷，但随着科学技术的日益进步，这种以前被人忽略的桥型，随着建设悬索桥经验的慢慢积累、研究的逐渐深入、悬索桥施工的技术越发成熟、材料的性能方面不断完善，悬索桥的跨越能力也在不断地增强，也将会得到更广泛的修建[1]。
我国的悬索桥发展虽然起步比较晚，但发展迅捷，敢于创新，因此在世界桥梁的领域内颇有名气。然而，我国的悬索桥发展并不能就此止步，因为我国的悬索桥还存在诸多重大的问题：洪水、地形、地震、风力等这些世界级的难题丞待解决。结构的破坏是由于材料的失效造成的[5]，因此对材料的研究还需更进一步。北京顺义悬索桥、川藏线通麦大桥等桥梁的倒塌事故特敲响了我国桥梁养护的警钟。我们悬索桥的养护存在许多问题，如：施工时的工程质量、超载现象严重、管理体系不完善等。
因此，国内的悬索桥养护现状不容乐观，对悬索桥养护的研究是一个漫长且艰辛的过程，需要我国的桥梁工作人员进一步研究完善。
本文研究路线的流程图如下：
2 悬索桥养护现状分析
悬索桥作为现代常见桥梁的一种，有着它独特的优缺点。悬索桥可以造的比较高，允许船只在其下通行，桥梁施工的时候没有必要在中心建立临时性桥墩，因此悬索桥也可以在建在水深或者水流比较急的复杂地形，加上悬索结构灵活，因此迎合大风和地震等特殊条件区域的需求。悬索桥缺点在于悬索极易改变形状，会使悬索结构产生较大挠曲变形，在风荷载或者车辆荷载作用下会产生振动，若振动幅度超过一定限度，则会对整个悬索桥体系造成严重的破坏，因此悬索桥的养护十分重要。本部分主要从悬索桥养护设计综述、悬索桥养护发展现状以及悬索桥养护存在问题进行介绍。
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