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廣州珠江黃埔大橋
2015-04-07 
   
   1 概況

   廣州珠江黃埔大橋位于廣州市東部,在廣州菠蘿廟船廠北側(cè)跨越珠江至廣州市番禺區(qū)化龍鎮(zhèn)。南汊主航道主橋為主跨1108m懸索橋,全長7049m。北汊副航道橋主橋為主跨383m+197m獨塔斜拉橋(圖1)。
   南汊橋位處珠江江面約寬1400m,潮汐為不規(guī)則半日潮。漲潮最大潮差7.44m,落潮最大潮差2.93m。橋位處河道百年一遇設(shè)計水位為7.00m。一般水深不小于10m,平均最大流速0.76m/s,覆蓋層厚20~28m,基巖為下古生界花崗混合巖。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。

   橋址處屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫22℃,歷史上自寶安登陸的臺風(fēng)達12級以上。設(shè)計基準風(fēng)速38.4m/s。

   該橋為六車道高速公路(遠期可維持八車道)特大橋,設(shè)計行車速度為100km/h;設(shè)計車輛荷載:汽車——超20級,掛車——120。通航標準:南汊橋為469m×60m,可滿足5萬t級海輪通航;北汊橋為凈寬不小于280m,凈高不小于55m。北汊橋船舶的撞擊力順水方向為18MN,橫水流方向為9MN。地震基本烈度為7度。

   2南汊橋

   1)主橋結(jié)構(gòu)

   南汊橋全長1748米,主跨是跨徑為1108米的單跨鋼箱梁懸索橋(圖2),橋?qū)?4.5m(不含布索區(qū))。兩邊跨均為跨徑62.5m的連續(xù)混凝土箱梁橋,南汊懸索橋主纜分跨為290m+1108m+350m=1748m(圖2),中跨為懸吊結(jié)構(gòu)。

   圖2 橋型布置圖

  ?。?)索塔基礎(chǔ)

   索塔基礎(chǔ)為每塔柱設(shè)置16根直徑2.2m的鉆孔灌注樁,樁端嵌入微風(fēng)化基巖深度大于4.4m;索塔承臺及系梁呈啞鈴狀,承臺尺寸為19×19×6m,由8×28.412m的系梁將兩承臺連成整體,系梁與承臺等高(圖3)。承臺采用鋼板樁圍堰施工(圖 4)。



   圖3 索塔

   圖4 索塔承臺施工

   (2)索塔

   索塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),塔高190.476m,由上下兩道橫梁將兩個塔柱聯(lián)成一體,組成門式結(jié)構(gòu)。上、下兩道箱形斷面橫梁,采用仿古木榫結(jié)構(gòu),其兩端頭均設(shè)有突出段。上、下橫梁斷面尺寸均為5.5×11m,腹板及頂、底板厚度均為1m。上、下橫梁皆為全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。每索塔混凝土總方量為25700立方。


   圖5 施工中的下橫梁支架

  圖6 上橫梁支架

   

   塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工,每段高6m(圖 6)。上、下橫梁采用鋼管支架現(xiàn)澆施工(圖 5、圖 6)。橫向預(yù)應(yīng)力,鋼束孔道采用真空輔助壓漿工藝。

  ?。?)錨碇及其基礎(chǔ)

   本懸索橋錨碇為重力式,錨碇分為基礎(chǔ)、錨體以及錨固系統(tǒng)三部分?;A(chǔ)為圓形鋼筋混凝土實體重力式;錨體為空間受力結(jié)構(gòu),包括錨塊、散索鞍支墩、底板、前錨室以及后錨室等(圖7)。

   圖7  錨碇結(jié)構(gòu)

   錨碇基礎(chǔ)支護采用圓形地連墻+內(nèi)襯方案作為基坑開挖的支護結(jié)構(gòu)。地連墻采用外徑為73m、壁厚為1.2m的圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?;臃謱尤⊥粒⑼瑫r分層施工內(nèi)襯(圖 8)。

   圖8 錨碇基坑開挖施工

   錨體結(jié)構(gòu)通過鋼筋與錨碇基礎(chǔ)頂板連接成整體,單個錨碇基礎(chǔ)混凝土方量達103281m3,整個錨體結(jié)構(gòu)混凝土方量達到53694 m3,鋼筋用量1652t。錨塊、散索鞍支墩頂部實心段及底板均為大體積混凝土結(jié)構(gòu),為減少溫度應(yīng)力,防止裂縫發(fā)生,除采用低水化熱水泥和對骨料進行預(yù)冷外,錨塊、散索鞍支墩頂部實心段采用分層澆筑,每層混凝土設(shè)置冷卻水管降溫(圖11)。

   圖9 施工中的錨體

   錨塊內(nèi)設(shè)有錨固系統(tǒng),準確放樣定位,以保證錨固系統(tǒng)的安裝精度。錨固系統(tǒng)定位支架用鋼量達到320t。

   錨碇錨固系統(tǒng)屬于前錨式預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固系統(tǒng),由索股錨固連接構(gòu)造和預(yù)應(yīng)力鋼束錨固構(gòu)造組成。索股錨固連接構(gòu)造由拉桿及其組件、連接器組成。預(yù)應(yīng)力鋼束錨固構(gòu)造由管道、預(yù)應(yīng)力鋼絞線及錨具、防腐油脂、錨頭防護帽等組成,鋼絞線采用環(huán)氧樹脂鋼絞線(圖10)。

   圖10 錨固系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工

  ?。?)主索鞍

   主索鞍鞍體采用鑄焊混合結(jié)構(gòu),鞍槽用鑄鋼鑄造,底座由鋼板焊成。鞍體下設(shè)不銹鋼板—聚四氟乙烯板滑動副,以適應(yīng)順橋向頂推索鞍。鞍體分為縱向兩半,待兩個單元件吊至塔頂后用高強螺栓連接。1/2主索鞍鞍體吊裝重量約50t。散索鞍為轉(zhuǎn)鉸式,上部鞍體為鑄焊混合結(jié)構(gòu),鞍槽為鑄鋼件,下部鞍體為鋼板焊接件,鞍體吊重69t。索鞍安裝采用鋼結(jié)構(gòu)懸臂門架+卷揚機滑車組吊裝+橫梁負重滑移的方式。

  ?。?)貓道和牽引系統(tǒng)

   貓道分上下游兩幅,分別布設(shè)在主纜正下方。貓道由8根Φ56鋼絲繩作為承重繩,其上敷設(shè)粗、細鋼絲網(wǎng)、防滑木條、型鋼橫梁、欄桿及扶手繩。左右幅貓道之間設(shè)有橫向通道,(中跨7條,兩邊跨各1條)。。牽引系統(tǒng)采用雙線往復(fù)式牽引系統(tǒng)。(圖 11)

   圖 11 貓道

  ?。?)主纜及吊索

   主纜由五部分組成,由北往南依次為:北錨、北邊跨、中跨、南邊跨、南錨。成橋狀態(tài)跨徑290+1108+350(m),主纜垂跨比:北邊跨1:149.070,中跨1:10,南邊跨1:130.504。橋塔側(cè)吊索距橋塔中心距離為16.40m,其余吊索水平間距為12.80m。

   主纜采用預(yù)制平行鋼絲索股(PPWS)。每根主纜中,通長索股有147股,北邊跨增設(shè)6根背索,南邊跨增設(shè)2根背索(圖12)。每根索股由127根直徑為5.20mm、公稱抗拉強度為1670MPa的高強度鍍鋅鋼絲組成。主纜在索夾外的直徑分別為:北邊跨Φ805.4mm,中跨Φ789.4mm,南邊跨Φ794.8mm。

   索股架設(shè)并調(diào)整完畢后接著進行主纜的緊纜施工。采用專用的纏絲機進行施工。主纜檢修道在主纜纏絲及防護涂裝工作完成后進行安裝。主纜采用Φ4mm鍍鋅纏繞鋼絲+涂裝防護的方案進行防護。

   本橋中跨吊索索夾85對,2對無吊索索夾;北邊跨無吊索索夾15對;南邊跨無吊索索夾18對。本橋采用鋼絲繩吊索,吊索與索夾為騎跨式連接;與鋼箱梁為銷鉸式連接。吊索鋼絲繩公稱直徑為Φ56mm,公稱抗拉強度為1770MPa。

   圖12 主纜

   (6)加勁鋼箱梁

   加勁梁采用全焊接扁平鋼箱梁(圖13)。梁高(中心線處,內(nèi)輪廓)3.5m,總寬度為41.69m。全橋共有87個梁段。標準梁段設(shè)計長度12.8m,最大吊裝節(jié)段重230t。本橋在橋塔處設(shè)抗風(fēng)支座、豎向支座及縱向阻尼器。

   圖13 鋼箱梁斷面

   鋼箱梁加工及安裝采用工廠分節(jié)制造、分節(jié)運輸、工地分節(jié)拼裝、工地整體拼焊成型的方案。鋼箱梁吊裝采用新研制的卷揚機提升纜載吊機按設(shè)計圖順序執(zhí)行。首先自中跨跨中節(jié)段開始,向南北塔對稱逐梁段吊裝直至合攏段前;其次自鋼箱梁端段開始逐梁段順序吊裝直至合攏段前,最終吊裝2個合攏段。

   2)主要技術(shù)特點

  ?。?)地連墻內(nèi)徑達70.6m,壁厚為1.2m,具有墻體深、厚度大、需嵌巖等技術(shù)特點,采用“銑接頭”有效處理槽段接縫,并達到無止水帷幕、無坑外排水,縮短了工期,節(jié)約了大量成本。

  ?。?)錨碇基礎(chǔ)及錨體結(jié)構(gòu)多為大體積混凝土,在底板及填芯段采用無冷卻水管工藝施工。

  ?。?)錨碇錨固系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力鋼束采用環(huán)氧樹脂鋼絞線,采用表面噴涂防腐保護層及預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)灌注防腐油脂的雙重防腐體系。預(yù)應(yīng)力鋼束在橋梁運營期間可更換。

  ?。?)索塔采用門型索塔,高度達到190.476m。在上塔柱上部設(shè)有加勁雀替段。上橫梁支架高度高達110m,屬超高現(xiàn)澆支架,難度大,施工要求高。

   (5)貓道采用無抗風(fēng)式三跨連續(xù)結(jié)構(gòu),施工方便;主纜采用單線往復(fù)式牽引系統(tǒng)架設(shè),保證了質(zhì)量,縮短了工期。

  ?。?)近塔無吊索區(qū)鋼箱吊裝采用增設(shè)臨時吊索蕩擺施工法,節(jié)省搭設(shè)臨時鋼管支架施工成本。

   3) 相關(guān)資料

   建設(shè)單位:廣州市珠江黃埔大橋建設(shè)有限公司

   設(shè)計單位:中交公路規(guī)劃設(shè)計院

   施工單位:廣東省長大公路工程有限公司混凝土用量:232400m3

   鋼材用量:29150t

   造  價:4.1億元

   預(yù)計建成日期:2008年7月

   
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