摘要：黄茅海大桥为主跨2×720 m三塔斜拉桥,位于我国重要的工商业中心粤港澳大湾区,海洋环境开阔。从禅宗美学和极简文化出发,结合环境调查,提出了“简约”美学设计思想,提取了“圆”、“柱”景观设计元素。采用比例图解法进行空间布跨设计;根据海洋环境特点和桥面布置需求以及桥塔受力特征,提出圆形变截面独柱式桥塔造型,并采用黄金分割法设计了合理的桥塔截面变化尺寸和细部构造;结合主梁气动性能要求及适应中央独柱式桥塔布置,采用流线型分体式箱梁和中央辅助索布置形式;考虑桥梁通航高度以及主梁水平动线和桥塔垂直静线的均衡性、流畅性,确定了桥面与桥塔的合理高度比例。利用工程视觉理论和数字化虚拟技术完成了桥梁景观视点分析,实现了桥梁结构、自然环境和力学的和谐统一。

摘要：黄茅海跨海通道全长31.26 km,跨海段长约14.5 km,设置2座主桥跨越3条航道。2座主桥分别采用主跨2×720 m三塔斜拉桥方案和主跨700 m双塔斜拉桥方案。综合通航、建设风险和线形指标等因素,比选确定了中线“大C湾”线位方案。采用极简美学设计思想,结合台风登陆区灾害防控要求,提出了变截面独柱式桥塔+分体式钢箱梁+中央辅助索的超大跨三塔斜拉桥结构体系和关键结构,显著提升了三塔斜拉桥主梁竖向刚度,颤振临界风速达90 m/s。研发了风嘴+隔涡板组合气动控制措施,可有效抑制分体式钢箱梁的涡激振动。

摘要：为研究炎热海洋环境中配筋混凝土结构遭受氯离子侵蚀的耐久年限,在Fick第二定律基础上,进行了钢筋混凝土结构服役过程中氯离子扩散机理的研究。氯离子侵蚀钢筋混凝土主要表现在以下5个方面:破坏钢筋钝化膜、形成“腐蚀电池”、阳极去极化作用、导电作用、Fe^(3+)和Fe^(2+)离子化学反应。考虑钢筋混凝土结构中氯离子参与的物理或化学、电化学反应过程,以及混凝土材料的差异性对表观活化能的影响,建立了考虑环境温度影响的氯离子扩散模型。综合不同因素对氯离子扩散速率的影响,建立了考虑温度、水泥组分、时间、荷载、水灰比等因素的氯离子浓度数学模型。根据南方某沿海钢筋混凝土结构的长期暴露试验数据,拟合得到不同温度条件下的氯离子扩散系数,分析了服役一定年限后不同深度处的氯离子浓度,对比了不同温度对不同保护层厚度的混凝土结构在钢筋开始锈蚀时间的影响。计算结果表明:考虑温度对氯离子扩散速率的影响时,钢筋开始侵蚀时间随着温度的增加而缩短,并且随着时间的增加差异逐渐变大,能更好吻合现场实测数据,验证了提出的氯离子扩散计算模型的准确性,为炎热海洋环境中混凝土结构耐久性设计和寿命分析提供了技术支撑。

摘要：为减小施工期间风浪流耦合作用下跨海大跨度桥梁的不利振动,提出了多种结构性减振措施,针对主跨720 m三塔斜拉桥最不利施工状态,开展了风浪流耦合作用下桥梁动力响应分析,对比了不同减振措施的减振效果,分析了减振措施相关参数对其减振性能的影响规律。结果表明:针对风浪流耦合作用,采用“钢箱梁横桥向倾斜设置临时钢索”的减振措施可以有效抑制主梁端部的竖向位移、横向位移和塔梁交接处箱梁横向弯矩,减振率分别为38.9%、15.1%和49.4%。钢索倾斜角度对减振措施的影响显著,设置较小的倾斜角度时,其减振效果会更好。研究成果为风浪流耦合作用下跨海大跨度斜拉桥的减振措施设计提供了有益参考。

摘要：黄茅海大桥为(100+280+2×720+280+100)m超大跨独柱塔双索面三塔斜拉桥。为研究该桥合理结构体系,使大桥在活载作用下满足主梁最大挠度L/450的性能目标,通过理论和数值计算的方法分析塔-梁约束体系、边跨辅助墩数量、斜拉索布置形式等对大桥竖向刚度的影响。结果表明:中塔弹性约束+边塔阻尼约束体系是较为合理的三塔斜拉桥约束体系,黄茅海大桥最终采用该约束体系,中塔弹性约束刚度为6.5×10^(5) kN/m,边塔阻尼系数为10000 kN·(m/s)^(-0.3);边跨设置辅助墩、增设辅助索均可提升三塔斜拉桥竖向刚度,黄茅海大桥采用设置1个辅助墩和5对辅助索的方案,辅助索采用传统钢索。设置交叉索对三塔斜拉桥竖向刚度的提升很有限,且会造成斜拉索受力和施工复杂,因此该桥不建议设置交叉索。

摘要：跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的服役环境腐蚀性强,且服役时累计位移较大,更容易出现泄露、锈蚀等病害,导致耐久性较差。为了提高跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的耐久性,采用了较低的速度指数,应用了串联式密封、陶瓷涂层活塞杆等技术,并设计了智能监测评估系统,研发了耐久型黏滞阻尼器。对耐久型黏滞阻尼器进行的性能试验研究结果表明,其在1~1000 mm/s速度范围内均满足F=CV^(α)的本构关系,具有较好的耗能能力;5万次疲劳磨耗后无泄露,陶瓷涂层活塞杆表面光洁,无可见阻尼介质泄露;工作状态可得到实时反馈和评估。该耐久型黏滞阻尼器可较好地满足跨海长大桥梁的减震(振)需求。

摘要：为研究桥墩高度对高烈度区连续梁桥抗震体系的影响,确定不同抗震体系的墩高适用范围,以黄茅海西引桥60 m连续梁桥为工程背景,进行了不同墩高下的约束体系对比分析,并在中间墩墩梁固结体系的基础上进一步分析了过渡墩约束体系对地震响应的影响。结果表明,当墩高较低时,减隔震体系地震响应明显小于墩梁固结体系,减隔震体系优势较大;随着墩高的增加,桥墩刚度减小,桥梁的自振周期增加,墩梁固结体系的地震响应逐渐减小,减隔震体系的优势减小。因此,建议墩高相对较矮时采用减隔震体系,墩高较高时采用墩梁固结体系。由于过渡墩设置减隔震支座可明显减小横向地震作用下结构内力,且不会大幅增加纵向地震响应,因此采用中间墩墩梁固结体系时,仍然可以考虑在过渡墩位置设置摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计。

摘要：与双塔斜拉桥相比,三塔斜拉桥由于中塔缺乏有效约束,结构柔性更大,竖向刚度计算往往不易满足设计要求,设置加劲索是提高结构竖向刚度的有效措施。以黄茅海大桥三塔斜拉桥为研究对象,系统研究了不同拉索布置形式对大跨度三塔斜拉桥竖向刚度的影响。结果表明,相比于设置塔间加劲索、边塔辅助索、同时设置辅助索和交叉索等拉索布置形式,在中塔设置5对辅助索或4对交叉索是满足本工程竖向刚度要求的有效经济措施;辅助索纵桥向锚固间距与初拉力值对结构竖向刚度影响较大,推荐的锚固间距为22.5m、初拉力为4 000kN。从便于工程实现角度考虑,辅助索比交叉索的实现方式更为简单经济,因此本工程的推荐拉索布置形式是在中塔设置5对辅助索。

摘要：针对三塔斜拉桥温度效应显著、整体刚度不足的特点,以黄茅海大桥[主桥为(100+280+720+720+280+100)m独柱塔双索面三塔斜拉桥,采用分体钢箱梁]为背景,采用非线性时程分析方法,对比分析不同纵向约束体系下斜拉桥的静、动力响应。结果表明:中塔通过设置弹性索实现弹性约束,单侧弹性约束刚度6.5×10^(5) kN/m,可起到塔梁固结的效果;在中塔采用弹性约束基础上,边塔采用纵向放松体系,每个边塔设置4个粘滞阻尼器[阻尼系数C为2500 kN/(m/s)α,速度指数α为0.3],明显改善了斜拉桥的静、动力响应;采用的中塔设置弹性约束-边塔设置阻尼器的组合结构体系,与全飘浮体系相比,梁端最大位移减小69%,边、中塔塔底弯矩分别减小40%、15%,与中塔固结体系相比,地震作用下组合结构体系梁端位移减小44%,中塔塔底弯矩减小51%,边塔塔底弯矩变化幅度较小,该组合结构体系合理。