塞维利亚阿拉米略桥的建造.doc

塞维利亚阿拉米略桥的建造 乙1桥梁一般设计和位置问题阿拉米略桥呈现出结构、建筑和離塑设计的综合. 是应用于市政工理的一种桥梁在这座桥的设计中，受 跨越障碍（瓜达尔基米尔河）、实际桥位（塞维利亚市）和 历史事件（'92塞维利亚建筑博览会）导致对桥梁必要 性的影响因此.研究历程需要设计一种结构能够适合 于塞维利亚市和‘92博览会地点Cartuja岛之间的连 接，从本世纪内疑现代文化、黄学和科技创新方面考虑. 建议了桥位组成通过阿拉米略的两种基本结构是跨越Cartuja 岛的526m高架桥和圣赫罗尼莫河上200m跨度的斜拉 桥（图1）,后者是本文的主题 f-"'S 1已克成的桥外読本结构是一种完全创新的概念•涉及这种斜拉性质 与其它结构的比较曾经有过争论可以看出，结构脱离 斜拉桥设计的常规，有13对平行组成竖琴型中心斜拉 索•单跨200m,没布置把力从塔传递到地面的拉杆•这 种布置对实现目标和给城市有深远的效果一方面，是 一个罕见塔型的设计问题•不仅均衡地把力直接传递到 地面,而且是把老式和现代的普通形式组合在一起的结 构同时，比照传统桥梁人行道与车道在同一平面，当人 们在靠近‘92博览会入口处•在其前面具有醒目的巨大 结构和现代设计以及古老塞维利亚城市药背景,行人会 在较高标高处沿着塔线行走。

桥梁的平面设计要注意两点，就塔来看•因为它的 高度，如果是一个大的独柱,必须有相当大的尺寸，其尺 寸还要具有抗压力、抗弯矩和抗扭矩的相当大的能力 同时，在桥面中心范围应有不同的高度，使人行道和车 道间在标高上有显明的区别沿主梁紬线必须有足够高度•这就导致要设计 4.4m高和变宽度的大钢箱梁,箱中毎4.0m嵌入三角 形肋作为钢筋混凝土板的支承，构成交通车行道这个 方式从强度观点看主梁很粗大，在200m跨度上和一长 细比L/45的组合桥面4.4m的梁高，比用于同类型桥 常见的要低得多，视觉上也较细长，横梁表面的上直线 与主梁底面间的高度是2. 7m,长细比相当于L/74.主梁和塔的可观的重量表明桥梁要“平衡”设计，由 于塔的倾斜（与水平成58和主梁与塔的质量•要达到 =种垠住受力状态是可能的.’这一概念原理上简单，按 照开展设计、施工和控制的观点是十分复杂的这种类 型的结构意味着对施工和使用期间的安全系数必须给 予十分严格的注意，这样使施工技*'成为可能,对造价 元影响因比，综合处理设计需要和现代工艺实际可能 的关系是必要的，不仅在施工期间，而且考虑到检査任 何误差的可能性2主梁的一般描述2.1生架主梁为变高度钢箱梁，宽度13・2m带横向悬臂。

钢 箱梁高4. 4tn,六边形横截面有上、下翼缘，顶板宽度从 3. 75m变到6. 394m,底板从3. 246m到5・89m悬臂由 钢肋板组成，每4.0m支承上面的钢筋混凝土板，钢筋 混凝土板由10cm厚预制板再加13cm现场混凝土组 成主梁通过从中间金属箱边缘升起的13对平行拉索 连接到塔毎对拉索由60丝组成旳.6m的力筋，除了 后面的那些长292m的拉索由45丝组成|0. 6m的力# 国外桥梁 1996年第2期套内•依次引进谱固区2・2塔斜拉索锚固的塔是钢和混凝土组合结构它的横截 面是变化的，高程（76.15m以下）为枫m的中空圆柱. 从高程76.15m到132. 25m直径减小到2・Om0从底座 基础（标高7.0m）到塔顶总高为134. 25m.在没有采用 背索的情况下，塔竖向呈32倾角，使得平衡斜拉索的 力成为可能塔墩和其它梁墩都为埋入式基础,支承在 54根*2- 0m、长47・5m的桩上3结构分析这类桥梁的结构分析不同于任何其它的斜拉桥•因 为除了要知道正确的施工程序外，还必须建立考虑土梁 和塔几何图形、翼量容许的最大误差的补充假定这是 因为结构设计取决于主梁和塔重量之间的理想平衡。

事 实上可以看岀，若的挠曲弯矩对于给定质虽1. ow时为 70 941MPa-m,对于质量1.1W时，提高一位数到 115 021MPa-m,即增加到待征值的1.62倍这样，塔 重董估计10%的误差会严重影响抵抗破坏的安全系 数因此假定，鲁重量在特征值和1・1倍特征值之间变 化考虑到这个标准，永久状态下塔和主梁中的力用有 关空间框架结构和用计算机程序分析算得，计及了钢筋 的几何非线性和斜拉索的准确性能用同样的程序分析 由风、后加荷载和溫度作用产生的力所获得的数值给出了极大的差异，尤其是塔，所以 决定进行实际场地的风研究按照瓜达尔基维尔气象中 心取得的风速度和风向的数值，根据收到的数据，用高 程6. 8m处风速170km/h,由专题文献认可的规则所表 明，数值随高度增大C知的这种最大速度时，假定阻力 系数为t主梁1・3,塔1.78,斜拉索1.23-2桥梁的空气动力性能为检验结构的空气动力性能，进行了动力分析的验 算,得岀空气动力的不稳定性是没有问题的按照一种 理论分析,风速约200km/h濒振的问题会发生,按照风 场的数据，尽管这样高的风速未必会发生，若超出这一 风速不稳定性问题将会发生，这在风洞试验中已明确证 实了.•这种结构型式的空U动力性能的另一重要方面是 确定产生疲劳问题的临界速度•和/或在低速时行人的 舒适感允许形成昭涡流。

用试验结果按理论研究，可以 推断，结构在速度50和120km/h之问会显示岀涡脱的 问題由于这些问题，决定在安大略韦斯滕大学试验室 里进行缩尺模型的新研究，进行模拟风的素流，保持不 同级别的阻尼等全桥试验这种新试验提供证实在风作用下桥梁的性能是令 人满意的，表明直到素流形成都不显岀激励或在高速时 空气动力学的不稳定性当对使用中的桥梁校核时•这 些结果清楚得到证实，说明了与模型试验结果相符合 国外桥梁 1996年第2期# 国外桥梁 1996年第2期$3温度作用31静风作用# 国外桥梁 1996年第2期巳知的桥梁待性——20Qm跨度、中间斜拉索和高 程达14L 25m的厚重的塔，完全独立式无风撑——用 最大可能的准确度,估算这静风作用在结构的安全验算 中是最主要的为此，在较早阶段•按照应用不同规范推 斷的作用之间进行比较研究如果结构由两种不同材料（钢和混経土）和不同的 尺寸组成一空气效应将在塔、主梁和斜拉索中产生不均 匀的伸长、压缩且因为这桥梁位于有可观日照的区域. 事实上处于东西方向，加上采用中间单塔，温度梯度是 极为重要的.# 国外桥梁 1996年第2期塞维利亚阿拉米略桥的建造考虑到以上所述事实•详细研究了温度作用对桥梁 的影响.这种研究结果是有特硃意义的，因为它们与结 构安全性有关•特别是那些涉及到塔的横向温度梯度• 具有二阶效应和抗屈曲的安全性。

在设计中采用的已获得的数值如下：温度变化：主梁±23.3 0塔±13・5

4.2塔施工巨大尺寸的塔用严密的程序控制最初计划用 滑动模板施工钢筋混凝土这一施工方法存在一系列问 题，由于截面内有大数量的钢筋,•浇注混凝上困难例 如，在初始截面有多达794根f32mm粗钢筋，还要加上 大量^20mm的钢筋因为这一困难•建议用钢板来代替 钢筋•用适宜的加劲肋与混凝土相连.这种方法的好处 是钢板还能作为模板最终的办法是把塔分成16种钢 节段•每个大约长7. 3m,再加柱顶这些节段在工厂制 造，然后用大起重机在现场安装最蛍的节段重1601 这些节段在提升以前刷上涂料，除了与前面的节段相连 接的50mm宽的窄带范圉以外•此范围保持干净，避免 焊接过程涂料中产生有奉气体.4.3斜拉索 '斜拉索每根长度预先计算好•在桥梁两边人行道范 围的主梁上蘭个施工车间内现场制造，目的是每一个周 期形成一对索•与安装时特殊的箱形截面相应"毎一个 施工车间都有轨遭，其上设有六角形导向滑轮，制造期 间支承斜捡索开始操作包括在导向滑轮上展开斜拉索•用1台手 推车为两边服务.一旦一根斜拉索的所有力筋都配置 好•每隔2m设置隔片，使力集中在管道在这一方法中 避免力筋沿着聚乙烯管的摩擦•允许因为钢和聚乙烯温 度膨胀系数不同，引起不同的运动。

管道长度按10m配备，用热压组合连接给出的聚乙烯的温度膨胀系数比钢要大10借•斜 拉索和管道之间很可能会产生较大的力，为了允许这些图3安接拉索的JK囚氛乙烯紈道# 国外桥梁 1996年第2期力，近塔处提供了一伸缩区一旦管道安装完毕，就安装锚头、喇叭管、垫圈、锚 板、楔块和它们的固定板，继之前部加防护头斜拉索然 后利用功力70t活动卷扬机提升到位，斜拉索沿着有聚 四氟乙烯療盖的轨道滑走（图3〉・顺君塔直到锚固截面 高度这一阶段，斜拉索在平面上并处于不同角度，为了 按最终位置移动它达到正确的线形，用特制的变向装 置，并更多使用卷扬机•斜拉索预施应力在桥面板下面, 两根斜拉索同步预能应力.44 ■测仪器如上所述，这种结构是可靠的，力启平衡很大程度 上取决于主殊和塔之间重it的平衡为此，从操作量初 就需要注意安装适当的量测仪器•使得在任何给定弯矩 下知道控制截面的准确力是可能的，必要时引入任一数 值以恢复设计的平衡状态总的说来安装系统的校核包 括如下：——校核主集和塔的实际重蜀：—校核塔在施工期间的准确线型；—校核施工期间临时墩的反力｝—校核塔与主梁相连截面中的受拉状态,包括锚 固截面中的丨 （上揍第20页）（2）在主塔的四角设倒棱，使结构物具有柔细感。

3）为使桥墩具有稳重的安全感，横向设槽缝线 条图4所示为主塔侧面的简图3.3防风防■樋栏考虑到因地形关系有时会岀现强风，特别是冬季可 能遇上暴风雪，为行人设置了高2m的防风防雪冊栏 栅栏的具体设计如下：①使用透明的聚碳酸酯，为的是不遮挡过桥人们 的视线，同时，从外侧观看桥梁时，不会有梁厚过大的视—校核主梁、斜拉索和塔的温度.采用的仪器包括：—仪表杆，分别标定过的I—混凝土压力盒；—混凝土应变计$——临时支承上的仪表支座；—钢应变计，—钢结构上的热电偶；——预应力千斤顶压力转换器；—鴻倾仪总共设宣294件仅器使得自动连续记录倍号成为 可能.数据每隔1小时记录在硬礒盘上一旦获得钢筋变形和混凝土的压力就提供测试截 面的真实力为了校核塔的位移，设置了两个方向的测倾仪和塔 顶部的三维加速度仪以及30个测量棱镜为补充设置的仪器，利用徐。