珠江黃埔大橋北汊橋
珠江黃埔大橋北汊橋夜景
1、概況
珠江黃埔大橋是同三、京珠國(guó)道主干線繞廣州公路東環(huán)段中連接廣州市區(qū)與番禺區(qū)的一座特大型橋梁，在廣州遠(yuǎn)洋修船廠與菠蘿廟船廠之間跨越珠江北汊菠蘿廟水道，經(jīng)大濠洲后再跨越南汊大濠洲水。
地貌類型為丘陵區(qū)及珠江三角洲平原區(qū)，兩區(qū)以瘦狗嶺斷裂為界（K8+190）。北為丘陵區(qū)，南為珠江三角洲平原區(qū)，地勢(shì)上北高南低。北部丘陵區(qū)由低山及洼地組成，最高點(diǎn)標(biāo)高為49.90米，洼地標(biāo)高在8.70～10.50米。南部珠江三角洲平原區(qū)地勢(shì)平坦，標(biāo)高在4.50～8.70米，以珠江的江心洲—大濠洲島為最低點(diǎn)，總體地勢(shì)由北向南微傾。珠江逕流量大，且變幅顯著，水深一般小于10米。
北汊菠蘿廟水道江面寬300～500m，除鄰近大濠洲岸有少量邊灘外，基本為深水區(qū)，水深5～8m，深泓最淺水深6.0m，位于橋位上游60米處，本水道東段菠蘿廟沖對(duì)開河底存在礁石，礁頂最淺點(diǎn)水深3.7m。北汊菠蘿廟水道不是正式航道，但沿岸聚集了廣州文沖船廠、廣遠(yuǎn)船舶修理廠、中海菠蘿廟船廠三家大型船舶修造廠，構(gòu)成我國(guó)南方重要船舶工業(yè)基地，加上沿岸碼頭較多水域水上作業(yè)繁忙，水道通航要求高。
橋址地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫22℃，夏季最熱月份為七月份，平均28.5℃，日最高氣溫≥35℃的天數(shù)為10天，極端最高氣溫38.7℃；冬季一月份最冷，平均氣溫13.6℃，極端最低氣溫在0℃。冬夏風(fēng)向的季節(jié)變化比較顯著，春季至初秋盛行偏南風(fēng)，秋季至冬末盛行偏北和偏東風(fēng)。最大風(fēng)速幾乎都出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)影響過程中，對(duì)本地區(qū)影響最大的臺(tái)風(fēng)為惠州～臺(tái)山一帶登陸的臺(tái)風(fēng)，其中在寶安登陸的臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)過12級(jí)以上大風(fēng)的記錄。
主要技術(shù)指標(biāo)
（1）道路等級(jí)：六車道高速公路，遠(yuǎn)期為八車道
?。?）計(jì)算行車速度：100km/h
?。?）設(shè)計(jì)車道：雙向六車道，行車道寬度3×3.75m(單向)
（4）路基寬度：34.5m，橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度與路基同寬，斜拉橋部分寬41.0m（含風(fēng)嘴和錨索區(qū)）。
?。?）設(shè)計(jì)荷載：汽車—超20級(jí)；掛車—120
?。?）最大縱坡：2.5%
?。?）橋面橫坡 ：2%
?。?）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/300
?。?）通航標(biāo)準(zhǔn)：
珠江北汊菠蘿廟水道最高設(shè)計(jì)通航水位為7.0m，最低設(shè)計(jì)通航水位為3.48m，凈高（最高設(shè)計(jì)通航水位以上）不小于55m，凈寬不小于280m。
（10）地震基本烈度：Ⅶ度。
（11）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速：按20m高處百年一遇10min平均最大風(fēng)速38.4m/s。
?。?2）船舶撞擊力：索塔側(cè)向18MN，沿橋軸向9MN。
?。?3）高程系統(tǒng)：廣州城建高程系統(tǒng)
（14）坐標(biāo)系統(tǒng)：廣州城建坐標(biāo)系統(tǒng)
2、主橋結(jié)構(gòu)
北汊橋全長(zhǎng)2467.5m，主橋?yàn)楠?dú)塔雙索面四孔連續(xù)鋼箱梁斜拉橋。采用半漂浮體系，橋跨布置為383+197+63+62＝705m，邊跨設(shè)二座輔助墩。主梁為扁平鋼箱梁，梁高3.5m，梁寬41m（含風(fēng)嘴）；斜拉索索距按扇面布置，扇面由22對(duì)斜拉索組成，標(biāo)準(zhǔn)索距16m，邊跨部分索距為12m。索塔為門形索塔，塔高226.14m，索塔位于大濠洲近岸的淺灘，由兩個(gè)分離承臺(tái)用系梁連接，各設(shè)16根直徑2.5m的嵌巖樁。橋面鋪裝采用6cm環(huán)氧瀝青混凝土。為克服過渡墩和輔助墩負(fù)反力，在錨跨設(shè)置3092噸壓重。為保證施工過程中的抗風(fēng)安全，在邊跨距塔121m處設(shè)置臨時(shí)墩一座。
?。?）索塔基礎(chǔ)
在承臺(tái)頂設(shè)置2.0厚的塔座，頂部平面尺寸為11m×13m，與承臺(tái)結(jié)合部的平面尺寸為15m×17m。索塔基礎(chǔ)采用鋼板樁圍堰形成基坑，每個(gè)承臺(tái)19×19m，厚度為6m，封底混凝土厚2m，中間采用高6m，寬8m系梁聯(lián)成整體。
基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，索塔每塔柱下布置16根直徑為2.5m的鉆孔樁，為嵌巖樁，樁長(zhǎng)35m，樁基嵌入弱風(fēng)化及微風(fēng)化基巖的總深度不小于12m。為保證系梁的安全，在系梁下設(shè)置兩根直徑為2.0m的鉆孔灌注樁，為摩擦樁。承臺(tái)系梁和基樁采用C30混凝土共11324立方米。
?。?）索塔
索塔采用仿古門式造型，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高226.14m，橋面以上160.45m，高跨比0.209。索塔下塔柱自塔座頂至上、下塔柱轉(zhuǎn)折點(diǎn)（下橫梁中心高度）為53.614m，下塔柱橫橋向外側(cè)面的斜率為1：9.74772，內(nèi)側(cè)面的斜率為1：26.80485，順橋向側(cè)面的斜率為1：35.74267；上塔柱從上、下塔柱轉(zhuǎn)折點(diǎn)至塔頂，高度為170.526m，上塔柱橫橋向內(nèi)、外側(cè)面的斜率均為1：26.80485，順橋向?yàn)樨Q直向上。下塔柱由11.5×9.0m變化到8.5×5.5m，上塔柱為8.5×5.5m，在四個(gè)角設(shè)1.5m半徑的圓倒角。塔柱共設(shè)上、下兩道橫梁，為全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。均采用箱形斷面，高度10m。為了美觀與協(xié)調(diào)，橫梁在塔柱外側(cè)設(shè)置了3m長(zhǎng)的懸臂，端部設(shè)置1m厚的隔板。下橫梁斷面外輪廓尺寸為10m（高）×7m（寬），在四角設(shè)置半徑為0.75m的圓角。箱體壁厚1m，內(nèi)設(shè)兩道1m厚的橫隔板，位置與主梁永久
支座相對(duì)應(yīng)。上橫梁斷面外輪廓尺寸為10m（高）×8m（寬），在四角設(shè)置半徑為0.75m的圓角。箱體頂、底板壁厚1m，兩側(cè)板壁厚1m。橫梁中間設(shè)置一道厚1m的橫隔板。在上橫梁以下，塔柱內(nèi)側(cè)設(shè)置雀替，厚2.8m，高39m，寬度由橫梁處3.8m按直線變化至0m。塔柱外側(cè)橫梁如榫頭外露，。
下塔柱在承臺(tái)頂面26m范圍內(nèi)采用田字形斷面，提高塔柱的防撞能力。下塔柱塔壁縱橋向厚1.2m，橫橋向厚1.25m，下段田字形斷面內(nèi)十字壁厚1.0m。上塔柱塔壁縱橋向厚1.0m，橫橋向厚1.25m。索塔共澆筑C50混凝土17627立方米。索塔下橫梁設(shè)兩個(gè)豎向支座，兩個(gè)橫向抗風(fēng)支座，縱向設(shè)兩對(duì)彈性限位索。
塔柱采用矩形空心截面，在四角設(shè)置半徑為1.5m的圓弧段。上塔柱的斷面5.5m（橫橋向）×8.5（順橋向），壁厚為1.25m（順橋向）和1.0m（橫橋向），在箱內(nèi)四側(cè)壁之間設(shè)置1m×1m的倒角。下塔柱在順橋向?qū)挾扔?.5m按直線變化到塔底的11.5m，橫向?qū)挾扔?.5m變化到9m，壁厚為1.25m（順橋向）和1.2m（橫橋向），在箱內(nèi)四側(cè)壁之間設(shè)置1m×1m的倒角，在塔底設(shè)置4m厚的實(shí)體段。由于下塔柱直接抵抗可能的船舶撞擊作用，在高程10m至30m的范圍內(nèi)設(shè)置1m厚的橫隔板進(jìn)行加強(qiáng)，順橋向與橫橋向各1道，在箱內(nèi)形成十字撐架。
斜拉索錨固于上塔柱塔壁內(nèi)側(cè)，為平衡斜拉索對(duì)塔壁的水平分力，采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力。由于上塔柱錨索區(qū)受力復(fù)雜，進(jìn)行了1：1足尺節(jié)段模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果有效驗(yàn)證了這種結(jié)構(gòu)形式承受實(shí)際荷載的強(qiáng)度剛度及抗裂性，為大橋的安全可靠性提供了依據(jù)。
塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工。為控制自重引起的塔柱水平位移，在塔柱施工中架設(shè)水平支撐。
（3）主梁
經(jīng)過抗風(fēng)性能研究,主梁采用單箱三室扁平流線形栓焊鋼箱梁，設(shè)4道縱腹板。中心梁高3.5m（內(nèi)輪廓），鋼箱梁全寬41m，橋面設(shè)2%的雙向橫坡。高寬比1：11.714，高跨比1：109.429。鋼箱梁頂板寬35m，行車道外側(cè)設(shè)0.75m寬的斜拉索錨固區(qū)和1.5m寬的檢修道；底板寬27.9m，下斜底板寬3.5861m。標(biāo)準(zhǔn)段頂板厚16mm，底板厚12mm，在支座附近頂、底板均加厚至20mm。
鋼箱梁側(cè)腹板因錨箱受力要求，應(yīng)為抗層狀撕裂鋼材，即Z向鋼板，厚32mm。
頂板U形肋：板厚8mm
上口寬300mm，
底寬170mm，
高280mm，
間距600mm
底板U形肋：板厚6mm
下口寬400mm，
底寬250mm，
高260mm，
間距750mm
頂板扁鋼加勁肋：高160mm，厚16mm
側(cè)腹板扁鋼加勁肋：高240mm，厚24mm
中縱隔板至箱中心距離9400mm
風(fēng)嘴及檢修道部分寬3.0m，檢修道板板厚10mm，采用扁鋼加勁肋，肋高140mm，厚10mm；風(fēng)嘴部分的板厚為8mm，采用扁鋼加勁肋，肋高120mm，厚8mm，間距400mm。橫隔板板厚10mm。
鋼箱梁梁段的劃分考慮了浮吊和橋面吊機(jī)的吊裝能力，同時(shí)兼顧施工工期并結(jié)合施工方案綜合確定，全橋共劃分49個(gè)梁段，分索塔區(qū)梁段、輔助墩頂梁段、無索區(qū)梁段、標(biāo)準(zhǔn)段、邊、中跨合攏段。其中標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)度均為16m，在邊跨有部分12m長(zhǎng)的梁段，邊跨合攏段長(zhǎng)14.8m，主跨合攏段長(zhǎng)6.4m。
主梁橫隔板采用板式橫隔板，標(biāo)準(zhǔn)梁段間距為3.2m（D類）和3.0m（E類），板厚10mm，在有拉索處橫隔板厚14mm，支座處橫隔板的厚度根據(jù)支座反力的大小取22mm。除支座處橫隔板為整體式外，其它橫隔板均由上、下連接板和中間板組成。
箱體內(nèi)的縱隔板有桁架式和板式兩種類型，標(biāo)準(zhǔn)梁段采用桁架式縱隔板，在有豎向支座區(qū)段（輔助墩、過渡墩、索塔處）采用板式結(jié)構(gòu)。支座處梁段的板式縱隔板厚度為24mm。
桁架式縱隔板上、下弦桿為T形截面，板厚12mm，斜桿為φ219×8圓鋼管。節(jié)點(diǎn)板厚度為12mm。
鋼箱梁主體部分的鋼材采用Q345C，風(fēng)嘴部分因不參與結(jié)構(gòu)受力，僅承受自身重量和檢修道的人群荷載，其鋼材采用Q235C，以降低費(fèi)用。風(fēng)嘴與主梁同時(shí)加工、架設(shè)，風(fēng)嘴采用8mm厚的鋼板加勁。
拉索鋼錨箱與鋼箱梁的腹板焊成一體，該處受力復(fù)雜，且為斜拉橋的承載關(guān)鍵部位，要求各焊縫均按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并確保質(zhì)量。
為保證在正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，過渡墩、輔助墩處的支座不出現(xiàn)負(fù)反力，在輔助墩及過渡墩附近設(shè)置壓重。壓重采用鐵砂混凝土和鑄鐵塊。鑄鐵塊容重為75KN/m
3，鐵砂混凝土容重為要求達(dá)到38KN/m
3。壓重塊平鋪在底板Ｕ肋上的壓重槽內(nèi)。
為檢修和養(yǎng)護(hù)鋼主梁，在鋼主梁下設(shè)置相應(yīng)的檢修車。
?。?）斜拉索
斜拉索在主梁上的標(biāo)準(zhǔn)索距為16m，邊跨部分索距為10m。根據(jù)計(jì)算，本橋采用6種類型的斜拉索，即PES7-121，PES7-139，PES7-163，PES7-199，PES7-223，PES7-253。在索塔上的索距為3.5m、3m、2.5m、2m和1.75m。張拉端設(shè)在索塔內(nèi)。拉索在主梁上的錨固采用鋼錨箱形式。
聚乙烯套料的其它性能應(yīng)符合GB/T 18365-2001和CJ/T 3078的相關(guān)規(guī)定。外層采用高密度聚乙烯護(hù)套料通過特殊工藝被覆蓋于平行高強(qiáng)鋼絲裸索上，形成帶有規(guī)則凹痕、具有一定粗糙度的防護(hù)套，由于外套具有獨(dú)特的空氣動(dòng)力性能，可以有效的抑制雨振。
斜拉索在主梁側(cè)設(shè)置外置粘性剪切阻尼器防風(fēng)雨振。
水平彈性束采用與斜拉索相同材料的索體，型號(hào)為PESM7-109，設(shè)置在索塔處，每側(cè)2對(duì)，一端錨固在主梁上，一端錨固在下橫梁上的支座墊石上。水平彈性束的初張應(yīng)力為688MPa。
（5）主梁架設(shè)
索塔區(qū)梁段、輔助墩頂梁段及過渡墩頂梁段采用托架安裝，其余梁段采用橋面吊機(jī)進(jìn)行吊裝。根據(jù)本橋鋼箱梁梁段的特點(diǎn)，每組采用兩臺(tái)180噸橋面吊機(jī)同步吊裝。
3 主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?） 獨(dú)塔斜拉橋主跨達(dá)383m，為國(guó)內(nèi)同類橋梁第一。
（2） 所用斜拉索最長(zhǎng)達(dá)390m，索長(zhǎng)且重。
?。?） 索塔高達(dá)226m，在設(shè)計(jì)中引入專業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)，全橋三座仿古門式塔將斜拉橋的剛勁和懸索橋的柔美和諧地統(tǒng)一在一起，典雅古樸，將是橋梁美學(xué)的又一典范力作。
4 有關(guān)資料
橋 名：珠江黃埔大橋北汊橋
橋 型：獨(dú)塔雙索面四孔連續(xù)鋼箱梁斜拉橋
跨 徑：383m
地 址：廣東省廣州市
建設(shè)單位：廣州珠江黃埔大橋建設(shè)有限公司
設(shè)計(jì)單位：中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
施工單位：中鐵大橋局第三有限公司
混凝土用量：29743立方米
鋼材用量：15558.6噸
建成日期：2008年10月
