【案例鉴赏】加拿大尼皮贡河斜拉桥

加拿大安大略省的第一座斜拉桥——尼皮贡河斜拉桥（NipigonRiverBridge）将替换既有的11/...



加拿大安大略省的第一座斜拉桥——尼皮贡河斜拉桥（Nipigon River Bridge）将替换既有的11/17公路桥。该桥位于桑德湾的北部，跨越尼皮贡河。新桥为2跨斜拉桥结构，跨径组成为139m+112.8m，承载4条车道。由于新桥紧邻旧桥修建，为了保持公路的畅通，施工分阶段进行。



主梁采用钢—混结合梁，横向由3片钢板梁组成，钢板梁之间采用横梁连接。桥面板为预制混凝土板，与钢板梁之间浇筑Ductal高性能混凝土形成整体。北侧主梁悬臂板上设置1条人行道。桥塔为混凝土塔，有3个竖直塔柱，桥面以上塔高51 m，采用预制节段拼装法施工，每肢塔柱包含24个预制节段。预制节段高2～3.6 m，最大节段重74 t，桥塔混凝土总用量为1 240 m3。斜拉索为三索面布置，主梁侧斜拉索锚固在伸出桥面的钢板梁腹板上。

该桥分2个阶段施工，第一阶段施工北侧钢板梁及中部钢板梁的一半，旧桥继续承载交通。第一阶段施工完成之后，新桥承载交通，然后拆除旧桥。第二阶段施工中部钢板梁的另一半及南侧钢板梁。桥梁的整体施工及控制采用4D有限元控制，利用几何非线性阶段分析保证内力及变形的精确。主梁分阶段施工示意下。



上部结构采用7个纵向脊骨梁单元模拟：3片钢板梁各用1个，1个模拟北侧钢板梁上的混凝土桥面，1个模拟南侧钢板梁上的混凝土桥面，剩余2个模拟分阶段施工的中部钢板梁上的2个混凝土桥面。所有桥面脊骨单元与主梁之间均采用刚性连接，采用边界条件分阶段激活来模拟在分阶段施工产生的结合力。

在上部结构模型中建立虚拟平面斜撑单元是为了捕捉桥面板及主梁上轴向力的分布，分析主梁的横向刚度，得到斜拉索不平衡索力引起的横向弯矩及屈曲。钢板梁之间的横梁采用梁单元模拟，横梁与钢板梁之间设置接缝，使其适应施工阶段主梁竖向线形的变化。

钢材的自重采用Larsa4D 有限元中的自重激活命令控制。桥面板的重量在桥面板单元被激活之前被当做均布梁单元荷载施加。施工临时荷载，例如起重机、卡车、斜拉索张拉设备及栈桥，根据施工等时线确定。在施工的关键阶段，施加风荷载和雪荷载。

另外，南北侧标段分界线处的主梁上翼缘顶面设有一个竖向钢板，将南侧和北侧的混凝土桥面板分成两部分，这两部分桥面板间通过安装在竖向钢板及附近主梁上翼缘顶面的剪力键连接，同时采用Ductal 混凝土填缝。

该桥于2014年开始施工，预计2017年完工。该桥造价8500万美元。

文章来源：世界桥梁杂志

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