北京时间2019年11月16日,The Structural Awards公布了2019年世界结构奖获奖者名单。点击查看:
潭溪山高空玻璃桥荣获步行桥奖。 “因在人行桥和/或自行车桥或其他轻型桥梁结构设计方面的卓越表现而获奖。”
潭溪山玻璃景观人行天桥
潭溪山玻璃景观桥项目简介
潭溪山玻璃景观桥位于山东省淄博市淄川区。它建在两座悬垂的悬崖上。景观桥与潭溪山风景相得益彰。凸出的弧形桥增加了游客观赏美景的视野。桥面梁、拉索、拱形成的张拉结构展现了桥梁的强度和结构美。潭溪山玻璃景观桥已成为景区标志性建筑。
结构体系
景观桥为单面悬索拱梁体系。主拱的中心曲线为抛物线。跨度109m,高25m。拱形平面与水平面的夹角为60度。拱形截面为φ2000×30。拱脚长度加大至φ2000~4000×30。圆;桥面断面为1m高钢箱梁,箱梁中心为圆弧,半径85m钢结构箱型梁,矢状高20m,桥面宽度2.4m,桥面间有15根φ45PE电缆。桥面梁和拱。
结构图
结构立面
结构侧视图
桥面梁截面
创新设计技术
设计要解决的难点之一是岩体的稳定性。设计中应用了三维激光扫描定位技术。设置了六个扫描站,对整个悬崖岩体进行扫描。通过点云拼接和去噪处理,构建了悬崖体、桥墩和基础的三维数值计算模型。通过数值计算分析保证悬崖岩体的稳定性。
三维激光扫描还解决了桥墩定位、桩基与桩身定位、桥面与支拱尺寸的精度问题。
桥梁和岩体的 3D 模型
设计要解决的第二个难点是设计目标的可实现性。采用设计-制作-施工全过程一体化设计理念,充分考虑预应力张拉、桥面及拱安装的可行性以及避免高危危险的目标,对结构的预应力初始状态进行设计计算。高空作业。 。考虑到斜拉索初始预应力是由拱架与桥面自重相互作用产生的,通过调整斜拉索原始长度和预应力值,桥面拱中点约为初始状态为600mm。在行人荷载作用下,桥面不发生向下挠曲。这种设计理念避免了桥面上张拉设备的部署和危险的高空作业。
创新施工技术和装置
(一)平移、轮换施工方案
景区交通条件很差。桥面和拱桥只能在工厂中制作小部分,然后运到现场进行安装。但场地狭小,采用从悬崖底部搭设脚手架或支撑柱的方案,或者从悬崖底部拼接整体吊装的方案,成本极高且危险。实现一体化设计理念的条件是桥面和拱架需要布置在一定的位置,在通过桥面和拱架的自重引入预应力之前将斜拉索两端连接起来。框架。只有当桥面与拱桥的夹角小于120度的位置时,才能连接原长度的无应力斜拉索。基于以上因素,旋转桥面与拱桥的安装方式就自然形成了。
由于施工场地较小,拼接拱门时,在靠近崖顶的台阶上设置了支撑架。桥面弧垂高度小于拱架弧垂高度。由于没有空间同时架设桥面支撑轮胎架,在实际施工时钢结构箱型梁,设置了滑轨,将桥面置于拱架上部进行拼接,然后整个桥面被平移到其位置,然后旋转。 。
桥梁梁旋转(1)
桥梁梁旋转 (2)
桥梁梁旋转 (3)
桥梁梁旋转 (4)
整体旋转(1)
整体旋转 (2)
整体旋转 (3)
整体旋转 (4)
叠加拼装、滑动、旋转施工现场施工照片
(2)临时旋转铰节点施工
桥面与拱门拱脚设计为刚性连接。为了实现旋转施工,必须设置临时旋转铰节点,节点旋转到位后必须进行固定和密封。临时铰链接头采用简单的销钉连接方法。两个拱脚处的销钉位于拱脚连接线上。销接头必须满足大角度旋转的要求。
桥暂时旋转铰接节点
拱形临时旋转铰接头
(3)拱推力主动平衡装置
当足弓处于水平位置时,足弓脚处没有推力。然而,在拱门旋转的过程中,拱门的脚会产生随着拱门与地面的角度变化而变化的推力。这个推力会导致临时旋转节点上的钢板拉紧并产生摩擦。当摩擦力太大时,拱门将无法旋转。因此必须安装平衡装置来抵抗足弓脚的推力。当然,可以设置一条连接两个拱脚的拉索来被动抵抗拱脚推力,但109m长的水平拉索拉力实际上只取决于弧垂,基本是一个固定值,无法平衡变化的拱形。脚推力。实际施工时,在平衡索两端安装了一套张拉夹具。通过液压千斤顶输入相应的数值,产生相应的所需平衡力,从而实现足弓脚水平力的主动平衡。在施工过程中,根据数值计算将千斤顶输入值与拱形旋转角度一起输入。
用于桥面梁和主拱施工的平衡拉索及其工装
(4) 摆柱及爬升装置
为拱门的旋转提供推力是旋转施工实施的关键。跨度1/3处两处设置摆柱。摆柱基础采用铰接式,可360度旋转。摆动柱内安装有爬升装置,爬升装置由一组液压千斤顶和钢套组成。钢套在千斤顶的推力下可沿摆柱爬升,停止爬升后可定位。施工过程中通过数值计算将千斤顶举升推力与拱形转角一起输入。
当桥面拱旋转角度小于90度时,摆柱承受压力。当桥面拱旋转到约90度时,摆柱的轴向力将发生很大的变化,由压缩变为拉伸。设计摆柱基础时必须考虑最大拉压力。
摆柱图及其内力
运维全过程控制监控技术
运行舒适度是景观人行天桥必须考虑的问题。计算分析表明,潭溪山景观人行桥的舒适度属于CL4级不可接受类别。工程期间安装了10台TMD,使桥梁舒适度达到CL1级最佳水平。施工完成后及TMD安装前后行人现场测量证明了数值计算分析的正确性。
TMD布局及现场测量照片
为保证景观人行天桥运营期间,特别是节假日运营高峰期的安全,对人行天桥运营期间建立了终身健康监测系统。每根缆索均布置一个电磁索力传感器,桥面上布置三个三向加速度计。如果加速度值超过设定阈值,系统将自动向人行天桥运营管理部门和负责人发出警报。
传感器和健康监测系统
截至目前,潭溪山风景区人行桥已安全运营两年半。
从景观桥上看去
项目信息
结构设计STRUCTURAL DESIGNER
同济大学建筑设计院(集团)有限公司(Tongji Architectural Design (Group) Co., LTD)
业主 客户名称
淄博潭溪山旅游开发有限公司
地点LOCATION
中国淄博
主承包商
扬州江安彩色钢结构工程有限公司
建筑建筑师
悖论建筑设计咨询(北京)有限公司
总承包商 主要承包商
上海同磊土木工程技术有限公司- 从事缆索张拉工作(上海通垒土木工程技术有限公司)