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連云港-徐州高速公路邳州京杭運(yùn)河大橋

2010-10-13　來源：中國橋梁網(wǎng)

　　1、 概況

　　邳州京杭運(yùn)河大橋是連云港～徐州高速公路跨越邳州京杭運(yùn)河上的一座大橋，位于江蘇省邳州市南側(cè)，主橋跨越河槽航道，引橋跨越兩岸大堤內(nèi)河灘，徐州側(cè)引橋還跨過彭河，橋梁全長2577m，其中引橋長2227m。

　　主橋橋位處河槽寬約240m，按水利部門規(guī)劃，將向西拓寬100m，正常水深6.5m，隨著南水北調(diào)工程實(shí)施，水深有所增加。設(shè)計(jì)流速2.10 m/s，設(shè)計(jì)流量5760 m³/s，主槽最大沖刷深度2.14m，覆蓋層約70m，基巖為砂礫巖。橋位地區(qū)屬曖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，具有大陸性氣候特征，多年平均溫度15℃。年平均風(fēng)速2.8m/s，最大風(fēng)速為23.4m/s。

　　主要技術(shù)指標(biāo)

　?。?）六車道高速公路特大橋

　?。?）計(jì)算行車速度：120km/h

　　（3）橋梁寬度：（不含吊索錨固區(qū)寬度及檢修道寬度）28m

　?。?）荷載標(biāo)準(zhǔn)

　　車輛荷載：汽車—超20級(jí)，掛車—120

　　地震基本烈度 ：8度

　?。?）通航凈空：65×7m。

　　2  主橋結(jié)構(gòu)

　　京杭運(yùn)河大橋主橋長350m，主橋跨徑組合為57.5＋235＋57.5m=350m，結(jié)構(gòu)體系采用三跨自平衡中承鋼管混凝土“提籃”式系桿拱橋。主拱肋為鋼管混凝土平行四邊形格構(gòu)柱，斷面高3.7m，邊拱肋為平形四邊形鋼箱內(nèi)填混凝土，

　　高2.5m。橫梁為預(yù)應(yīng)力鋼箱，橋面板為預(yù)制鋼筋混凝土п形板，橋面全寬33m（含檢修道）。主橋吊索按平行布置，共設(shè)39對(duì)吊索，標(biāo)準(zhǔn)索距5m；邊跨立柱為鋼管混凝土，柱頂設(shè)豎向和側(cè)向支座；左右拱座及承臺(tái)之間以預(yù)應(yīng)力系梁相連；基礎(chǔ)為每個(gè)承臺(tái)下9根直徑2.0m鉆孔樁；橋面鋪裝采用9cm厚纖維瀝青混凝土。

　?。?） 主拱肋及橫撐

　　主拱肋為4-φ850mm鋼管混凝土平行四邊形格構(gòu)柱，鋼管壁厚14mm，采用Q345－D鋼，管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土，用量為1819m³；主拱肋間共設(shè)9道橫撐，其中兩邊為K 型橫撐，每道橫撐為空鋼管構(gòu)成的桁式梁。橫撐鋼管中心距為3m×2.85m，四角鋼管直徑為φ55cm，腹桿鋼管直徑為φ35cm，壁厚均為10mm。主拱肋采用現(xiàn)場(chǎng)拼裝及豎向轉(zhuǎn)體施工，每片拱肋分七段預(yù)制，每段長度約為39米，重約55 噸，主拱用鋼1327t。每段拱肋拼裝完成后，及時(shí)安裝相應(yīng)橫撐?？展艿跹b合龍后，精確測(cè)定各控制點(diǎn)標(biāo)高，使其與設(shè)計(jì)值相符，豎向轉(zhuǎn)  體后按合龍溫度精確測(cè)量拱軸線并合攏，完成兩鉸拱至無鉸拱的過渡。主拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工，解決了空間拱肋現(xiàn)場(chǎng)吊裝對(duì)接困難及高空焊接量大等問題。

　?。?）主拱肋轉(zhuǎn)鉸

　　主拱轉(zhuǎn)動(dòng)鉸采用φ402×2500mm的鑄鋼軸，它與拱肋弦管通過鋼板焊接相連，側(cè)向采用限位支座限制拱肋向兩側(cè)變位。轉(zhuǎn)體到位完成拱軸線調(diào)整后，焊接拱腳段拱肋弦管，封固拱腳。轉(zhuǎn)軸槽口與拱座預(yù)埋件焊接相連，同時(shí)與主弦管連為一體。

　?。?）系桿

　　系桿采用熱擠PE平行鋼絞線拉索，以適應(yīng)平面內(nèi)的彎曲變化。其錨固順序與拱肋吊裝施工加載順序相對(duì)應(yīng)，系桿拉索需按編號(hào)進(jìn)行張拉錨固。成橋后，系桿連同其保護(hù)箱一同隱藏于橋面板的實(shí)心板之內(nèi)，成為永久保護(hù)。全橋系桿拉索共由32孔25φ15.24mm的預(yù)應(yīng)力鋼絞線組成，全橋總重為310t。系桿錨具均采用OVMXG15— 25型錨具。

　?。?）橫梁

　　根據(jù)受力、施工等綜合因素選擇采用預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁及鋼橫梁，鋼橫梁有強(qiáng)度高重量輕吊裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但與橋面鋪裝不易粘結(jié)，京杭運(yùn)河大橋吊桿及立柱處橫梁，為預(yù)制鋼箱梁，其外形尺寸為1000mm×1500cm，腹板厚為16mm，頂板上焊有剪力釘，使鋼橫梁與混凝土橋面板固接，頂、底板厚度分別均為30mm，隔板厚度為10mm，全橋橫梁鋼板用量2067t，橫梁內(nèi)底板設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋。

　　（5）吊桿

　　吊桿用PE護(hù)套鍍鋅高強(qiáng)平行鋼絲束，工廠化制作。吊桿錨具采用冷鑄錨，在吊桿材料選用上平行鋼絲束的塑性變形要比扭絞型鋼絞線小，同時(shí)扭絞型鋼絞線相應(yīng)配套錨具為夾片錨，這類錨具在吊桿這種低應(yīng)力桿件上采用，容易產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，特別在營運(yùn)中，吊桿不斷受活載沖擊，如對(duì)夾片沒有可靠制約措施，吊桿將會(huì)有很大的安全隱患。京杭運(yùn)河橋吊桿采用PE護(hù)套鍍鋅高強(qiáng)平行鋼絲束，錨具采用OVMDS（K）可調(diào)試?yán)滂T鐓頭錨，分別將平行鋼絲束錨固于主拱肋的上綴板及橫梁的下緣，并以橫梁的下端作為標(biāo)高調(diào)整端。吊桿直徑為90mm，其面積為32.00cm²，由163根直徑為5mm鍍鋅平行鋼絲組成，平行鋼絲總量160t。

　?。?）橋面系

　　車行道板為預(yù)制鋼筋混凝土п形板，全橋共有4種類型的п形板和5種類型的空心板。采用制吊裝并與鋼箱橫梁固結(jié)，混凝土用量為3081m³。

　　（7）下部構(gòu)造

　　每個(gè)拱座設(shè)置左、右兩個(gè)承臺(tái)，承臺(tái)厚度為4m，平面尺寸為13.7m×13.7m。承臺(tái)頂面設(shè)四棱臺(tái)拱座，高度為5.5m。左右兩個(gè)承臺(tái)由斷面為3m ×4.5m的箱型空心系梁相連，箱型斷面腹板厚度為50cm，頂?shù)装搴穸葹?0cm。為了克服拱腳產(chǎn)生的橫向推力，采用橫梁內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束，并且錨于拱座及承臺(tái)外側(cè)面。基礎(chǔ)采用群樁，每個(gè)承臺(tái)底由9根φ200cm的鉆孔灌注樁組成。

　?。?）主拱肋豎轉(zhuǎn)施工

　　主拱肋豎轉(zhuǎn)施工采用先進(jìn)的液壓同步提升系統(tǒng)，首先，在支架上用浮吊在水中拼裝主拱肋及橫撐，用吊機(jī)拼裝岸上拱肋，兩側(cè)拱肋先后采用液壓同步提升法進(jìn)行豎向轉(zhuǎn)體提升，同時(shí)分階段進(jìn)行拱肋線形監(jiān)測(cè)，根據(jù)線形及拱肋應(yīng)力監(jiān)測(cè)情況在合適的溫度下進(jìn)行臨時(shí)合龍，通過合龍段的花籃螺桿進(jìn)行拱肋軸線和內(nèi)力微調(diào)，然后進(jìn)行合龍段焊接合龍。合龍后逐漸釋放扣索，使主拱成兩鉸拱狀態(tài)，再進(jìn)行拱腳的焊接封固成無鉸拱。然后進(jìn)行主弦管混凝土的灌注和系桿張 拉等工序。從轉(zhuǎn)體施工的拱軸線控制到管內(nèi)混凝土壓注，而后橫梁及橋面板吊裝到橋面鋪裝，對(duì)拱肋線形及橋面標(biāo)高進(jìn)行全程控制，拱肋軸線及鋼管與混凝土應(yīng)力均滿足設(shè)計(jì)要求，并與設(shè)計(jì)計(jì)算值良好吻合。

　　3  主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn) 

　　（1）京杭運(yùn)河大橋成功地解決了在軟土地區(qū)采用中承大跨度提籃式鋼管混凝土拱橋的鋼拱肋制造、運(yùn)輸和安裝、施工過程中運(yùn)河的通航、空間拱肋的拼裝、主拱肋的轉(zhuǎn)體施工及控制、微膨脹鋼管拱肋混凝土施工、空間吊索的橫梁吊裝、超長系桿索的吊裝及張拉及施工控制等關(guān)鍵技術(shù)，使我國大跨度中承鋼管混凝土提籃拱橋的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)再上一個(gè)新的臺(tái)階。

　?。?）空間曲線拱肋的支架拼裝及轉(zhuǎn)體施工中采用萬能桿件拼裝轉(zhuǎn)體塔架，以便塔架搭設(shè)及施工完成后的拆除，扣索轉(zhuǎn)向索鞍采用鋼軸輥輪，側(cè)向設(shè)四氟滑板以減小扣索與索鞍間的摩阻力，大大提高液壓提升的千斤頂張拉效率。

　　（3）實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于液壓同步提升系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)橋梁的豎轉(zhuǎn)施工，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性，使系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了液壓同步提升系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，減少了高空作業(yè)，最大限度地縮短了施工周期，降低了施工成本，提高了施工的安全性，為橋梁豎轉(zhuǎn)施工提供了有力的技術(shù)支持，推動(dòng)橋梁轉(zhuǎn)體施工的技術(shù)進(jìn)步。

　?。?）高流動(dòng)微膨脹鋼管混凝土的成功試驗(yàn)，為鋼管混凝土的壓送及密實(shí)提供了可靠保證，為鋼管混凝土的施工積累了豐富的試驗(yàn)資料，為鋼管混凝土施工成功實(shí)施積累了經(jīng)驗(yàn)。

　?。?）采用超聲波檢測(cè)鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)度，通過波形、波速定量判斷鋼管內(nèi)混凝土的質(zhì)量，并在判讀首波后利用聲時(shí)計(jì)算混凝土與鋼管壁脫開縫隙的寬度，確保檢驗(yàn)的科學(xué)性和精確度。

　　京杭運(yùn)河大橋在設(shè)計(jì)及施工技術(shù)方面均有實(shí)質(zhì)性的技術(shù)創(chuàng)新和突破，實(shí)現(xiàn)了橋梁技術(shù)的跨越發(fā)展，促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步，達(dá)到同類技術(shù)的國內(nèi)先進(jìn)水平。連～徐高速公路先后曾獲得詹天佑土木工程大獎(jiǎng)和全國優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)銀獎(jiǎng)，豎轉(zhuǎn)施工技術(shù)先后曾獲得中國公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)及廣東省中山市科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

　　4  有關(guān)資料

　　橋  名：連～徐高速公路邳州京杭運(yùn)河大橋

　　橋  型：中承自平衡鋼管混凝土“提籃”式拱橋

　　跨  徑：235m

　　橋  址：江蘇省邳州市

　　建設(shè)單位：江蘇省高速公路建設(shè)指揮部 (Expresway Construction Branch of Jiangsu )

　　設(shè)計(jì)單位：中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院 （The First Highway Survey and Design Institute of China）

　　施工單位：路橋華南工程有限公司 (Huanan Road-Bridge Engneering Std.)

　　混凝土用量：27500m³

　　鋼材用量：6290t

　　造  價(jià)：7800萬元

　　建成日期：2002.10。

　　相關(guān)技術(shù)論文：

　　邳州京杭運(yùn)河提籃式鋼管混凝土系桿拱橋的設(shè)計(jì)  作者  梁智濤

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