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荊岳長江大橋
2015-05-05 
 
   1  概況

   荊岳長江大橋位于湖北、湖南兩省交界處,總長5420m,其中大橋長4302.5 m,主橋主跨采用816m不對稱混合梁斜拉橋(圖1)。

   橋位地處長江中游,兩岸大堤間距2330m,設(shè)計流量79900m3/s,最大沖刷深度16.0m。覆蓋層厚度12-20m,北岸基巖為白云巖,巖體局部有溶蝕、斷層、揉和層間剪切帶,構(gòu)成了獨特的軟硬混層巖體結(jié)構(gòu);南岸基巖為粉砂質(zhì)泥巖,層間剪切帶、揉皺破碎的巖體相間分布。

   大橋采用六車道高速公路標準,設(shè)計速度100Km/h;橋面寬度33.5m;基本風速V10=29.0m/s;船舶撞擊力:順水流方向16000 kN,橫水流方向8000kN; 基巖地震動峰值加速度100年超越概率水平10%為94.5cm/m2,100年超越概率水平5%為146.6 cm/m2;通航凈空: 凈高>18m;單孔雙向通航凈寬不小于450m。

   圖1  荊岳長江大橋全景效果

   2 主橋結(jié)構(gòu)

   圖2  主橋橋型布置
 
  ?。?)總體布置

   主橋采用100+298+816+80 +2×75=1444m雙塔不對稱混合梁斜拉橋(圖2)。北邊跨長398m,設(shè)1個輔助墩和1個過渡墩;南邊跨長230m,設(shè)2個輔助墩和1個過渡墩。主橋采用半飄浮結(jié)構(gòu)體系,在索塔、輔助墩、過渡墩處設(shè)置豎向活動支座,共7對,每個索塔處設(shè)4組縱向粘滯阻尼器。在北邊跨輔助墩、過渡墩頂鋼箱梁內(nèi)設(shè)置鐵砂混凝土壓重塊,克服支座負反力。

  ?。?)索塔基礎(chǔ)

   北塔基礎(chǔ)為兩個直徑30m、厚8M 的圓形分離式承臺。承臺橫橋向總寬72.8m。共設(shè)26根直徑3.0m的鉆孔灌注樁,按嵌巖樁設(shè)計。南塔基礎(chǔ)為兩個29.5×23.3m,厚8m 矩形分離式承臺,共設(shè)40根直徑2.2m的鉆孔灌注樁,樁長70m,按摩擦樁設(shè)計。北塔基礎(chǔ)為深水基礎(chǔ),采用鋼圍堰施工方案(圖3、圖4)。
    

   圖3  北塔鋼圍堰基礎(chǔ)  

   圖4  施工棧橋及水中平臺

   圖5  索塔

  ?。?)索塔

   索塔采用雙柱H型結(jié)構(gòu),南、北索塔高224.5m、265.5m(圖5),下橫梁以上高200m、220.6m,高跨比0.238、0.264,橋面以上北塔較南塔高20.6m。上、中塔柱為單箱單室D形截面,尺寸8.8m×5.8m,壁厚1.0m×1.2m;下塔柱為單箱雙室D形截面,外輪廓尺寸漸變至13.0m×12.0m。順橋向上塔柱均為8.8m,中、下塔柱寬度由8.8m漸變?yōu)?3m。除索塔附近幾對拉索直接錨固在混凝土塔壁上外,其余索均錨固于塔內(nèi)鋼錨梁上。斜拉索張拉過程中鋼錨梁與牛腿一端固結(jié),一端滑動;錨固后,鋼錨梁與牛腿兩端固結(jié);考慮后期換索、斷索等工況下塔壁受力安全,在索塔錨固區(qū)配置一定數(shù)量的鋼筋。

  ?。?)主梁

   1)主梁斷面

   北邊跨和中跨主梁采用扁平鋼箱梁(圖6),南邊跨主梁采用與中跨鋼箱梁外形一致的預應力混凝土箱梁(圖7)。主梁標準斷面采用分離式雙邊箱的結(jié)構(gòu)型式,兩邊箱之間以橫梁相連接,北塔區(qū)和北邊跨輔助墩、過渡墩墩頂壓重區(qū)梁段采用整體式單箱三室斷面。主橋箱梁全寬38.5m,至索塔區(qū)漸變?yōu)?6.5m,梁高3.8m。

   圖6  鋼箱梁標準斷面(單位:mm)

   圖7  混凝土箱梁標準斷面(單位:cm)

   2) 斜拉索和索梁錨固型式

   拉索按扇形布置,每個索面由26對高強度平行鋼絲斜拉索組成,全橋共4×52對斜拉索?;炷料淞翰捎缅^固齒塊結(jié)構(gòu),拉索錨固于梁底。鋼箱梁采用栓接錨拉板方案。南邊跨索距7.5m,中跨和北邊跨索距15m,北邊跨尾索區(qū)索距13m。

   3) 主梁鋼混凝土結(jié)合段

   主梁鋼混結(jié)合面設(shè)置在中跨側(cè)距索塔中心26.0m處,由于本橋跨度大、橋面寬、主梁軸力大的特點,結(jié)合段采用帶鋼格室的部分連接填充混凝土方案。結(jié)合段鋼格室為封閉箱形結(jié)構(gòu),長2.0m、高0.8m、寬0.6m,鋼格室通過鋼箱梁加強段與鋼箱梁連接,其內(nèi)填充混凝土。鋼箱梁加強段在U肋中間加設(shè)T形加勁,長2.8m。為保證鋼—混凝土結(jié)合面結(jié)合緊密,在結(jié)合段還設(shè)置有縱向預應力鋼束。為保證混凝土澆注時在箱體內(nèi)能夠自由流動,在鋼格室頂板上開設(shè)澆注孔,隔板上設(shè)置連通孔。鋼混結(jié)合段采用C50自密式混凝土,鋼箱梁主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)均采用Q345qD,錨拉板結(jié)構(gòu)材質(zhì)采用Q420qD。

   3、主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點

  ?。?)根據(jù)橋位區(qū)地質(zhì)和水文條件復雜、通航、防洪和抗震等級高的建設(shè)條件采用布置大跨度非對稱混合梁斜拉橋,其主跨居斜拉橋世界第六,雙柱H型塔高度居世界第一,多項技術(shù)指標均位居世界前列。

  ?。?)為克服橋位區(qū)斷層、揉皺破碎帶、層間剪切帶、巖溶等不良地質(zhì)影響,采用大規(guī)模超深群樁基礎(chǔ)和水下基礎(chǔ);北塔采用分離式雙鋼圍堰基礎(chǔ)型式+嵌巖樁,減小了深水基礎(chǔ)和鋼圍堰的規(guī)模。

  ?。?)選用PK斷面作為超寬混合梁斜拉橋主梁的斷面型式,充分發(fā)揮了主梁斷面的受力效率。支架現(xiàn)澆PC箱梁橫向采用分幅、縱向采用分段的施工方法,解決了超寬混凝土箱梁易于開裂的通病。主梁鋼混接頭采用多鋼格室前、后承壓板式結(jié)構(gòu)型式,改進施工工藝,分段制作并頂推拼裝,減小了混凝土收縮和溫差效應。

  ?。?)在千米級混合梁斜拉橋中,采用栓—焊錨拉板式索梁錨固型式,使錨固構(gòu)件具有可修性、可換性,延長了使用壽命。

  ?。?)索、塔錨固區(qū)采用鋼錨梁構(gòu)造型式。斜拉索張拉施工時鋼錨梁一端固定、一端滑動,運營期兩端固結(jié),充分發(fā)揮了鋼錨梁的受力效能,降低了運營期斷索、換索對塔壁砼產(chǎn)生的不利影響。

  ?。?)結(jié)合自然環(huán)境因素、材料因素、構(gòu)件因素及結(jié)構(gòu)因素等進行分析,提出大型混合梁斜拉橋耐久性的保證方案和措施,通過合理的構(gòu)造設(shè)計和細節(jié)設(shè)計,使橋梁具有可檢性、可修性、可換性、可控性及可持續(xù)性,以提高使用壽命,節(jié)省養(yǎng)護費用。

   4  有關(guān)資料

   橋  名:荊岳長江大橋

   橋  型:雙塔雙索面混合梁斜拉橋

   跨  徑:816m

   橋  址:湖北省荊州市,湖南省岳陽市

   建設(shè)單位:荊岳長江公路大橋建設(shè)指揮部

   設(shè)計單位:湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院

   施工單位:四川公路橋梁建設(shè)集團公司

   湖南路橋建設(shè)集團公司

   中交第二公路工程局有限公司

   混凝土用量:217800m3

   鋼材用量:51123t

   造  價:23.4億元

   
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