韩国新千禧大桥设计

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1、韩国新千禧大桥设计侯光阳，马碧波7韩国新千禧大桥设计编译侯光阳，马碧波(浙江省交通规划设计研究院，浙江杭州310006)摘要：韩国新千禧大桥为全长1750m的三塔两跨悬索桥，两主跨各长650m，两边跨各长225m。设计中通过参数研究确定合适的中塔刚度，解决主梁挠跨比过大及中塔主鞍座的抗滑移稳定性不足的特殊结构问题。加劲梁采用气动稳定性良好的五角形断面，风洞试验结果表明，大桥的颤振和涡振稳定性能均较好。主缆采用强度达1960MPa的高强钢丝，使自重降低6，同时减小了横向风阻力。加劲梁采用高强钢材HSB500，减小了

2、自重。与单主跨悬索桥相比，新千禧大桥的主缆材料重量和锚碇尺寸都有所降低，经济性较好。关键词：多跨悬索桥；双主跨；中塔刚度；五角形加劲梁断面；高强主缆中图分类号：U448．25文献标志码：A文章编号：1671—7767(2012)06—0007—041前言2000年以前，韩国只修建了几座悬索桥。其中，1973年韩国修建了第一座悬索桥——南海大桥，主跨404m，30年后又修建了永宗大桥和广安大桥。2000年以后，韩国悬索桥的数量迅速增加，(a)方案l——斜拉桥在建或设计中的悬索桥达到6座，其中包括主跨10001545

3、m的李舜臣大桥。新千禧大桥是韩国最近设计的一座悬索桥，桥址位于韩国东南海岸的新安郡。新千禧大桥为多跨悬索桥(见图1)，跨径布置为(225+650+650+(b)方案2——单跨悬索桥225)m，该桥型在韩国尚属首例。(c)方案3——三塔四跨悬索桥单位：m图2桥型方案现它可能会出现空气动力失稳问题。以往的研究表图1新千禧大桥效果图明，斜拉桥的宽跨比至少取1／40。此外，由于桥梁处于台风线路上，加劲梁采用悬臂法吊装施工，施工2桥型选择阶段的空气动力稳定性需要慎重考虑。新千禧大桥招标设计要求桥梁具有32000t的方案2单

4、跨悬索桥必须设法在海上修建很大的通航能力，并具备较高的风速储备。由于桥梁位于锚碇，这将大幅增加施工成本。风景优美的旅游胜地，桥梁与周围环境的协调也不方案3双主跨悬索桥一跨满载一跨空载的情况可忽视。综合对比研究了3种桥型方案(见图2)：方案1下，全桥的挠度会很大。这是由于空载一跨的主缆为主跨1000m的斜拉桥，方案2为主跨1000m的缆力较小，不能阻止中塔塔顶的顺桥向位移，桥塔偏单跨双塔悬索桥，方案3为三塔四跨连续悬索桥。向满载一跨，使得加劲梁跨中挠度大幅增加。方案1斜拉桥的主梁宽跨比小于1／50，研究发对悬索桥方

5、案(方案2、方案3)进行比较(见表收稿日期：2012一O5—21编译者简介：侯光阳(1986一)，男，2008年毕业于郑州大学土木工程专业，工学学士，2011年毕业于西南交通大学桥梁专业，工学硕士(Email：guangyanghou@163．com)。8世界桥梁2012，40(6)1)可见，当采用三塔悬索桥方案时，材料数量有所降表2主缆材料参数低。综合考虑桥梁的经济性和空气动力稳定性，最终采用方案3。表1方案比较方案缆力／kN主缆重量／t锚碇尺寸／mm方案21406004000锚碇索琴塔索咎边跨．中塔索鞍主跨方

6、案34460019003结构设计紧缆前主缆断面紧缆后主缆断面3．1主缆及鞍座设计钢丝塑1990年极限抗拉强度超过1700MPa的高强oo镀锌平行钢丝开始应用于悬索桥主缆。1998年日镀锌钢丝424根本明石海峡大桥第一次采用1760MPa的高强钢图3主缆结构细节丝。近年来韩国研发了一种1960MPa的高强钢丝将应用于新千禧大桥。采用这种高强钢丝可使主缆的自重降低6，同时可减小主缆的横截面面积进而减小作用在主缆上的横向风阻力。大桥的每根主缆分为7股，每股包括424根钢丝。表2列出了主缆的材料参数，主缆结构细节如图3所

7、示。塔顶设置钢一混凝土组合鞍座(见图4)，1992年该类型鞍座在挪威阿斯克岛大桥上第一次得到应用。鞍座混凝土强度为40MPa，在塔顶现浇而成，钢鞍座采用屈服强度为600MPa的HSB600高强图4钢一混凝土组合鞍座铸钢，钢与混凝土之间通过螺栓连接。抗滑移稳定性不足。这是因为当一个主跨满布活3．2桥塔设计载，另一个主跨空载时，中塔两侧主缆的水平力的差多跨连续悬索桥设计的一个关键技术问题是如异将会很大，一旦超过了鞍座的摩擦力就会导致主何减小主跨的挠度。当空载主跨主缆的水平力不足缆在中塔鞍座出现滑移。以抵抗塔顶的移动时

8、，桥塔就会偏向加载的一跨。新千禧大桥的中塔和边塔都采用了造型美观的为了降低主跨的竖向变形，中塔的抗弯刚度要比边H形桥塔。通过参数研究确定了中塔的合适刚度。塔大。但是，中塔抗弯刚度太大又导致中塔鞍座的表3给出了中塔和边塔的设计参数，中塔形状及塔韩国新千禧大桥设计侯光阳，马碧波916．5柱横截面如图5所示。3．2表3桥塔尺寸图7加劲梁断面除了进行理论分析，还对新千禧大桥通过节