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世界级水桥工程——引江济淮工程淠河总干渠渡槽桥

时间:2019-06-13 20:48 来源:未知 作者:admin

  渡槽水桥反面日景

  引江济淮工程,又称安徽的“南水北调”工程。是沟通长江、淮河两洪流系的严重根本设备工程,也是辐射长江、润泽安徽、造福淮河、惠及河南的水资本设置装备摆设计谋工程,更是经济社会成长与水情况改善的民生工程。

  淠河总干渠是六安和合肥两座城市的主要供水源渠道。为包管总干渠的通水不中缀,将总干渠截弯取直优先扶植一座可过水的渡槽天桥,如许在引江济淮工程施工前, 将总干渠之水引到渡槽中,以构成总干渠与引江济淮渠两个河流的立体交叉,然后可进行引江济淮工程的大规模施工。因为两个河流高差达30m摆布,也便是传说中的“河汉”与“地河”,而这座“河汉” 除了过水,还要满足VI级航道的要求,不久的未来,一座能够行船、过水的世界级水桥即将呈此刻人们的面前。

  引江济淮工程总结构图

  过水又过船的水桥

  目前,世界最大的渡槽水桥是马格德堡水桥(Magdeburg Water Bridge),这是德国人花了一个多世纪才建成的桥梁。这座水桥别离于1919年、1938年都曾有过建筑打算,但因履历世界大战、暗斗不断未能施行,终在1997 年正式开工建筑,历经6年,破费5亿欧元,于2003年完成了这座让船舶可在桥上航行的水桥。马格德堡水桥采用57.1m+106.2m+57.1m=220.4m的三跨等高度持续钢桁架梁桥,采用整幅设想,过水断面净宽34m,设想水深4.25m。

  淠河总干渠渡槽桥日景

  淠河总干渠渡槽桥按照桥下引江济淮渠103.8 m 通航净宽和桥下较大的通航净高富余, 设想采用68m+110m+68m=246m的三跨变桁高拱桁组合式桥梁,在满足航道的现实要求下采用了分幅设想,可满足单向通航要求,单幅净宽16m。该桥在过水和通航上与马格德堡水桥雷同,但在桥梁布局型式和航道上有较大区别。该桥也是拟建的世界上最大的渡槽水桥。

  纵向超等可变水荷载

  淠河总干渠设想流量为150m3/s,设想水深4m,校核水深5.05m。按照水利计较采用整幅式过水断面净宽需要32m,采用分手式过水断面净宽需要2×16m。渡槽水桥双槽水荷载为1616KN/m,相当于近150倍公路-I级车道荷载尺度值,单槽相当于近75倍公路-I级车道荷载尺度值。因为淠河总干渠为季候性地上河道,渠内水位变化较大,旱季以至呈现干涸形态。因而渡槽水桥在桥梁纵向承受庞大的超等且可变的水荷载。

  若问万水何故靠?因为桥梁承受庞大的水荷载,单幅全桥水重约1,9877t,桥梁布局自重约1,2064t。和一般行车桥梁比拟,远超桥梁能承受的荷载比例,同时承受荷载还大于桥梁的自重,因而桥梁的刚度成为设想的第一要素。相对于马格德堡水桥,本桥扣除通航净高外还具有9m之多的富余净空,在各类桥式中拱桥天然是抵当挠度最好的桥型之一。因为渡槽本身为等高布局,且考虑通航水深,其本身高度也较大,和马格德堡水桥一样能够采用等梁高的桁架梁布局。操纵桥下净空的富余,在桁架梁之下设置一桁架拱,则可无力地节制跨中挠度,同时也可更好地顺应“水来水走”的可变水载工况,实现满载下挠小、空载上挠小的设想结果。

  恰是,上桁下拱定其挠。桥梁布局的纵向刚度因为获得了较好的节制,其布局内力也较着改善,由此对响应杆件、壁厚等都可获得较好的经济性优化。

  横向超宽敞口断面

  因为渡槽要进行通航,渡槽的上口无法封锁,也不克不及设置拉杆。同时单幅净宽达到16m,槽壁高度为6.5m,槽底宽度为24m,该敞口断面槽壁遭到水的横向压力,槽底遭到水的竖向压力,其横向变形和抗扭能力只能依托布局本身刚度降服,天然需要加大纵向桁架(槽壁)宽度和横向桁架(槽底)高度。

  然而本桥操纵桁架拱布局的横向联系,设置M形横联将拱的不变性和槽的横向变形及扭转一并考虑,槽内的竖向水压力感化在槽底横梁上,传力给M形横联,横联顶推其下的拱桁架。同时M形横联将槽底以下布局构成较为不变的框架,进而反向束缚槽壁的向外变形,槽底的向下变形和全体的扭转。恰是采用下杜口束缚上敞口的设想理念,桥梁布局的横向刚度、变形、扭转等获得了较好的节制,其布局内力也较着改善,由此对响应杆件、壁厚等都获得了又一次较好的经济性优化。

  布局美妙 体量超大

  因为桥梁承载超大,其体量也是超大的。桥梁总长246m,桥梁最小高度处9m,最大高度处17m,总体呈短、高结构,较为狭隘,难以展开。针对桥位区域现实情况, 地河为大V形断面,且上下河高差近30m,雷同于峡谷地形,因而采用拱式桥梁较为契合。在纵向立面上因为梁高太大,采用桁架式设想将桥梁外观镂空,避免了采用一般桥梁构成的超大墙面感官。在桥面上采用分幅设想,两桥梁之间设置较大露空间隔,并加强桥头分流岛的景观设想。以此在纵、横、侧三向进行立体、通透、线条化的设想, 使得桥梁全体庞而不笨、壮而不粗,以期达到桥梁布局的造型与情况、布局与力势、体量与单位间的完满契合。

  新型桥梁 新型问题

  因为水桥的水荷载超大,且是可变的荷载,这座新型的桥梁也带来一系列的新型问题。水荷载的恒活载性质, 在常规时间内水都时根基不变的应为恒载,在较少的时段内水来水走,短时间内水的加载与卸载则表示出必然的活载特征。考虑到水的加载与卸载,设想挠度的节制幅度也是极其主要的,短时间内的挠度快速变化可能惹起桥梁布局的弹塑性转换。渡槽本身全体为一U形布局,渡槽起首衔接水荷载,然后传给桥桁架,同时槽壁还在较高应力的形态下遭到船舶撞击的可能,能否还能够将桥槽部门力学机能“分手”?以期达到桥为永世、槽为可修复的设想结果。别的伸缩缝对梁端变形的长久顺应性,也是水下伸缩缝耐久性的一个问题。

  变桁高处渡槽横断面图

  为此,工程人员开展了大型渡槽桥型布局的选型与力学机理研究、渡槽抗震船撞机能阐发、渡槽水工模子及冲击机能研究、渡槽防渗及止水伸缩缝等专题研究。以期将本桥建成为一座平安、耐久、美妙的世界级水桥,也等候为该种新型水桥设想摸索经验。

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