米級(jí)瓊州海峽大橋構(gòu)思徐文平

直布羅陀海峽正在醞釀中的跨海連島工程海峽大橋

中國(guó)：瓊州海峽大橋渤海灣大橋臺(tái)灣海峽工程日本：津輕海峽大橋伊勢(shì)灣大橋紀(jì)淡海峽大橋豐予海峽大橋東京灣大橋

世界：直布羅陀海峽大橋墨西拿海峽大橋白令海峽工程瓊州海峽現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三（林同炎方案）5000米級(jí)直布羅陀海峽大橋（混合雙懸臂組合體系方案）

現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三墨西拿海峽3300米級(jí)意大利墨西拿海峽大橋方案（雙主纜公路鐵路兩用橋）墨西拿海峽大橋（采用三箱流線型截面）現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三美國(guó)塔科瑪懸索橋風(fēng)毀災(zāi)難

傳統(tǒng)的豎向平行的纜索體系懸索橋結(jié)構(gòu)豎向：采用高強(qiáng)鋼絲，可達(dá)到6000米跨徑水平：主纜異向抖動(dòng)，抗風(fēng)穩(wěn)定性差（隨著懸索橋跨徑的不斷增大，結(jié)構(gòu)更趨于輕柔）（結(jié)構(gòu)空間剛度差，對(duì)風(fēng)的作用更加敏感。）

現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三GordonRose的空間索網(wǎng)體系白令海峽大橋方案

改善大跨度懸索橋抗風(fēng)穩(wěn)定性能的措施2.控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性

3.改善斷面氣動(dòng)性能

1.提高系統(tǒng)整體剛度現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三Menn提出的空間斜拉索面斜拉--懸索體系

帶面外斜拉索塔的斜拉--懸索組合體系該體系中傳統(tǒng)框架式橋塔由帶面外斜拉索塔的倒Y形塔柱代替，中央塔柱通過(guò)斜拉索支撐面外斜拉索塔，面外斜拉索塔再通過(guò)斜拉索支撐加勁梁。中央塔柱、面外斜拉索塔和加勁梁通過(guò)斜拉索相連，組成了一個(gè)穩(wěn)定的空間體系?，F(xiàn)在是6頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三瓊州海峽平面呈腰鼓形，東西長(zhǎng)度約80.3km,南北向平均寬29.5km,其中最狹處19.4km，兩端出口擴(kuò)大至30～40km。瓊州海峽平均水深44m，局部最大深度160m，海峽東西入海口處水深較淺,但東部亦有65m,西部有45m。（采取西線建橋方案較為合理）瓊州海峽大橋設(shè)計(jì)規(guī)劃瓊州海峽交通通道規(guī)劃瓊州海峽大橋?yàn)楣F兩用橋，橋面兩側(cè)為單向3車道公路，橋面中間部分為雙軌鐵路，鐵路橋的設(shè)計(jì)時(shí)速為160km,公路橋的設(shè)計(jì)時(shí)速為100km。瓊州海峽大橋設(shè)計(jì)顫振檢驗(yàn)風(fēng)速為80m/s（相當(dāng)于18級(jí)臺(tái)風(fēng)）現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三瓊州海峽大橋結(jié)構(gòu)的橋跨布置形式瓊州海峽大橋的橋跨布置方案綜合考慮航運(yùn)要求、地貌和地層構(gòu)造、深水基礎(chǔ)造價(jià)和中間橋塔剛度等因素，進(jìn)行方案二和方案六比選，選擇方案六。5000米級(jí)瓊州海峽大橋，通航凈高為100m，主纜垂跨比為1/11。從塔柱底部（+20.0）到塔頂處（+620），塔總高為600m。采用高強(qiáng)鋼絲主纜,鋼箱加勁梁,主塔為格柵鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三單葉雙曲面直紋曲面單葉雙曲面廣州電視塔單葉雙曲面是典型的二次直紋曲面，其曲面可以由兩族直線構(gòu)成，二次直紋曲面在建筑上有著重要應(yīng)用價(jià)值。常常用它來(lái)構(gòu)成建筑物的骨架，應(yīng)用直紋曲面建造的建筑物，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，施工工藝簡(jiǎn)單。單葉雙曲面方程：現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三空間索網(wǎng)狀的藤網(wǎng)懸索橋西藏墨脫縣藤網(wǎng)橋

單葉雙曲面空間索網(wǎng)橋的想法起源于西藏墨脫縣藤網(wǎng)橋，藤網(wǎng)橋通常以8～12根環(huán)狀排列的藤索為主索，以等間距排列的藤環(huán)為主藤環(huán)，再以細(xì)藤纏繞成一根巨大的空心藤桶?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三張拉集成體系橋TorVergata張拉集成體系橋

張力集成體系具有預(yù)應(yīng)力提供剛度、形成應(yīng)力回路、自平衡、自鎖和自支承、自適應(yīng)等特點(diǎn)。張拉集成體系橋的剛度是拉索和壓桿單元之間自應(yīng)力平衡的結(jié)果，大大提高了橋梁的氣動(dòng)性能和抗震性能。索網(wǎng)橋梁概念可能是橋梁工程的一次突破，也給橋梁設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在是11頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案基于張拉集成結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)理念，借鑒西藏墨脫藤網(wǎng)橋，利用單葉雙曲面的直紋性，改革傳統(tǒng)懸索橋的豎向平行纜索體系，將粗重的集中纜索，改為分散的空間鋼絲纜索，多股鋼絲纜索空間交叉布置，配置橢圓形鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)環(huán)圈梁，形成單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋。（單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋）現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋空間纜索布置方法

單葉雙曲面空間纜索三角形布索的24索方案

（空間扭轉(zhuǎn)角120°，外端與中腰橢圓的直徑比為1:0.5）三角形布索方法是利用橢圓內(nèi)接外切三角形方法多次來(lái)回布置纜索，可以是6的倍數(shù)布置纜索。(橢圓離心率可任意)現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋空間纜索布置方法單葉雙曲面空間纜索的五角星形布索的20索方案（空間扭轉(zhuǎn)角144°，外端與中腰橢圓的直徑比為1:）五角星布索方法是利用橢圓內(nèi)接外切五角星方法多次來(lái)回布置纜索，可以是10的倍數(shù)布置纜索。(橢圓離心率可任意)現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋空間纜索布置方法單葉雙曲面空間纜索的八角星形布索的16索方案（扭轉(zhuǎn)角135°，外端與中腰橢圓的直徑比為1:）八角星布索方法是利用橢圓內(nèi)接外切八角星方法多次來(lái)回布置纜索，可以是8的倍數(shù)布置纜索。(橢圓離心率可任意)現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋加勁梁橋面系（采用三箱流線型截面鋼箱梁）瓊州海峽大橋采用三箱流線型截面，其中2箱供機(jī)動(dòng)車通行，1箱供火車通行。公路橋部分為單向3車道(2條行車道+1條緊急通行道)，鐵路橋部分鋪設(shè)雙軌，并在兩側(cè)分別設(shè)有人行道。

瓊州大橋結(jié)構(gòu)中采用的流線型截面，并且中央開(kāi)槽措施，將具有理想的氣動(dòng)性能。現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)橋塔為門柱式橋塔，橋塔總高為580米，塔總寬為100米，中設(shè)置6道剛性橫梁，橋塔為格柵鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)，塔柱為30×20米矩形截面。橋塔基礎(chǔ)為2個(gè)大型圓形的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。錨碇采用大體積混凝土的棱柱體形巨型錨碇

塔頂鋼環(huán)梁采用橢圓形，長(zhǎng)軸尺寸為150米，短軸尺寸為90米。懸索橋主纜采用單葉雙曲面空間纜索體系，鋼絲纜索空間交叉布置，筒網(wǎng)狀空間主纜的鋼絲纜索錨固于塔頂鋼環(huán)梁中，橢圓錐形背拉索錨固于錨碇之中。本橋筒網(wǎng)狀空間主纜由48根纜索組成，采用八角星形布索方法多次來(lái)回布置纜索，纜索預(yù)制平行索股法（PPWS法）工藝，采用1800MPa的φ5.2mm成品鋼絲索股。吊桿為兩組預(yù)應(yīng)力鋼絲吊桿，吊桿間距為40米，共計(jì)2×125根吊桿。加勁梁為采用三箱流線型截面鋼箱梁，梁寬為60米，梁高為12米。剛性中央扣為門式鋼結(jié)構(gòu)框架，每個(gè)5000米跨徑內(nèi)設(shè)置5道。鋼圈梁由一系列大小不一的橢圓形鋼結(jié)構(gòu)圈梁組成，以便固定單葉雙曲面空間纜索結(jié)構(gòu)體系，間距40米，共計(jì)125個(gè)。中間腰圈梁的長(zhǎng)軸尺寸為57.4米，短軸尺寸為34.5米。瓊州海峽大橋的筒網(wǎng)狀空間主纜鋼絲總用量為48根×91索股×127絲，每根纜索的折算直徑為560mm，共計(jì)48根?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋結(jié)構(gòu)有限元分析以5000米跨徑的瓊州海峽大橋?yàn)楸尘埃⑷S有限元分析模型，采用與平行纜索體系對(duì)比分析手段，證實(shí)單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋的靜動(dòng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)良特性，進(jìn)行抗風(fēng)穩(wěn)定性分析研究?？臻g纜索體系懸索橋有限元模型平行纜索體系懸索橋有限元模型現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三5000米級(jí)瓊州海峽大橋結(jié)構(gòu)振型分析依據(jù)結(jié)構(gòu)模態(tài)振型，運(yùn)用橋梁結(jié)構(gòu)多模態(tài)顫振分析方法，分析得知：靜風(fēng)穩(wěn)定性的臨界風(fēng)速大于95m/s，顫振臨界風(fēng)速大于80m/s。(a)一階正對(duì)稱側(cè)彎

(b)一階反對(duì)稱豎彎(c)一階反對(duì)稱側(cè)彎

(d)一階正對(duì)稱豎彎

(e)二階反對(duì)稱豎彎

(f)二階正對(duì)稱豎彎

現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有22頁(yè)\編輯于星期三（2012年江蘇省自然基金項(xiàng)目BK2012755）單葉雙曲面空間索網(wǎng)體系懸索橋靜動(dòng)載試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容：1、單葉雙曲面空間索網(wǎng)懸索橋靜、動(dòng)力特性的有限元分析研究

2、單葉雙曲面空間索網(wǎng)體系懸索橋縮尺模型靜動(dòng)載試驗(yàn)研究3、單葉雙曲面空間纜索懸索橋靜風(fēng)穩(wěn)定性分析研究4、單葉雙曲面空間纜索懸索橋顫振穩(wěn)定性研究5.進(jìn)行5000米級(jí)瓊州海峽空間纜索懸索橋可行性分析研究以5000m跨徑的瓊州海峽大橋?yàn)楸尘埃瑪M采用試驗(yàn)研究和有限元計(jì)算相結(jié)合的手段，深入開(kāi)展單葉雙曲面空間纜索體系懸索橋的靜動(dòng)力結(jié)構(gòu)特性、抗風(fēng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)適用性等的研究。1、提出單葉雙曲面