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建筑结构丨山东这座桥斩获2020年国际桥梁亚瑟·海顿奖,与港珠澳大桥齐名!

8月19日消息,2020年国际桥梁大会(IBC)奖评审工作近日完成,由中国公路学会推荐的桥梁项目中,有6个项目分获6项大奖:
·港珠澳大桥——超级工程奖
·南京长江大桥改建工程——铁路桥奖
·秭归长江公路大桥——古斯塔夫斯·林德撒尔奖
·新首钢大桥——尤金·菲戈奖
·山东潭溪山人行桥——亚瑟·海顿奖
·杨泗港长江大桥——乔治·理查德森奖
今年由中国公路学会推荐的11项桥梁工程中,有6项工程分获6项大奖,刷新了中国桥梁年度获奖的数量纪录;同时,一个年度在IBC所设的所有7项桥梁大奖中斩获6项,也刷新了中国桥梁获奖覆盖面的纪录。新世纪以来,IBC大奖的推荐工作,有力地推动了中国桥梁走向世界,促进了行业交流与发展。接下来介绍下斩获亚瑟·海顿奖山东潭溪山人行桥

山东潭溪山人行桥

项目名称:山东潭溪山人行桥

项目地点:山东淄博潭溪山

建筑设计单位:同济大学设计院

结构设计单位:同济大学设计院

岩土设计单位:华东建筑设计研究院有限公司

施工单位:中建八局有限公司

山东潭溪山人行桥为钢拱桥(无背索斜拉式弧形桥),桥面外弧形,桥面宽度1.8m,通过15道钢索与主拱连接,采用Galfan钢索,抗拉强度为1670MPa。弧形桥面总长度为126m,横跨悬崖之间,跨度约103m,矢高25m。钢结构主拱为φ2000×30钢管,钢材型号为Q345B。

山东潭溪山人行桥效果图

桥墩基础位于东西两侧山体上,邻近岩壁,岩壁垂直高度约100m,垂直度接近90°。原始地形航拍俯瞰如下图所示,西侧山体岩壁顶面绝对标高约736m,东侧山体岩壁顶面绝对标高约724m,东西两侧山体高差约8m。桥墩基础合理位置的选择以及山体稳定分析是本工程亟需解决的难题。

原始地形航拍俯瞰图

山东潭溪山人行桥的桥墩基础位于山体西侧与东侧两端位置,桥墩基础周围为山体岩壁临空面。利用点云后处理Cyclone软件进行后处理导入Rhino软件中进行三维协同设计,下图为山东潭溪山人行桥基础与山体整体三维模型示意图。桥墩基础为桩筏基础,西侧承台高度为4m,东侧承台高度为2m,结合混凝土支墩与钢柱角连接。根据山体地层及施工设备,采用直径300mm钻孔灌注桩,桩长15m,进入弱风化石灰岩。钢结构拱桥支座承受较大的水平推力,同时由于桥面为外弧形,基础还承受较大的向山体外侧的弯矩。为桥墩基础位置选择及设计分析带来较大难度,桥墩基础需远离岩壁布置,并对桥墩基础受力状况的岩体稳定进行分析。

山东潭溪山人行桥基础与山体整体三维模型

本项目采用徕卡C10三维激光扫描仪,为得到完整的三维模型,从各个角度去对山体进行扫描,因此需要合理的选择站点,每两个将进行拼接的站点之间至少要有 15%以上的重合区域,且重合区域要有比较明显的特点,便于后续的点云数据的有效拼接。针对本项目实际,在山体周边布置6个站点,进行点云拼接、去噪后获得较为完整的山体地貌点云数据。然后通过点云处理,获得山体地貌精准的三维模型。
通过三维激光扫描获取山体准确地形,同时考虑桥台基础定位,建立山体及桥墩基础的整体三维模型(见下图),将模型导入有限元分析软件ANSYS,进行受力分析。岩体分层根据地勘钻孔资料进行划分,桥墩及山体采用四面体实体单元模拟。邻近承台及桩基础周边单元网格尺寸约20cm,远离桥墩基础单元网格尺寸逐步加大,网格尺寸约50~100cm。

山体-桥墩有限元模型

目前项目已经施工完成,下图为项目完成后实景照片。

山东潭溪山人行桥实景图片

山东潭溪山人行桥更多设计施工内容即将刊发在《转自:建筑结构-公众号》2020年第18期(9月下)华东建筑设计研究院专辑中,敬请期待。

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作者: ganggouren

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