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湖北鄂黃長江大橋
2015-06-01 

   1  概況

   鄂黃長江大橋地處長江中游,位于湖北省武漢和黃石之間,全長2670m,主橋主跨采用480m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋(圖1)。

   橋位處河段順直,河床斷面穩(wěn)定,兩岸大堤間距1270m。北塔處覆蓋層23~30m,水深10m~20m;南塔處覆蓋層達(dá)到12m,水深26~34m。流速2.5m/s,設(shè)計(jì)流量83000m3/s。橋址處屬亞熱帶氣候,年平均氣溫16.90C,年平均降雨量1305mm。離地面10m高、1/100頻率10分鐘平均最大風(fēng)速24m/s。

   圖1  鄂黃長江公路大橋全景

   大橋采用設(shè)計(jì)速度80Km/h;橋面寬度24.5m;通航凈高24m,凈寬433m;地震烈度:6度,按7度設(shè)防;船撞力:順?biāo)鞣较?7000kN,橫水流方向13500kN。

   2 主橋結(jié)構(gòu)

   主橋采用55m+200m+480m+200m+55m=990m五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋(圖2)。

   圖2  橋型布置

  ?。?)主塔基礎(chǔ)

   圖3  索塔基礎(chǔ)

   主塔基礎(chǔ)采用19根直徑3.0m的大直徑嵌巖樁,選用平行式布排群樁(圖3)。北側(cè)塔墩持力層是強(qiáng)度較高的中粒式玄武巖,基樁嵌入微風(fēng)化巖10m,樁長35m。南側(cè)塔墩基樁穿過20m厚細(xì)砂巖弱風(fēng)化層,嵌入極限強(qiáng)度較高的含礫細(xì)砂巖或堆積角礫巖中3m,樁長44m。北塔覆蓋層較厚,選用鋼管樁工作平臺加無底鋼套箱方案施工;南塔覆蓋層較薄,且施工水深有25m以上,選用鋼管樁工作平臺加有底鋼吊箱方案施工(圖4)。承臺直徑30m、厚6m。 

   圖4  基礎(chǔ)施工  

   圖5  索塔構(gòu)造

   圖6  索塔施工

  ?。?)索塔

   索塔選用H型和倒Y型塔之間的“瓶頸”型(圖5、圖6)。塔高172.3m,橋面以上123.5m,高跨比0.257。塔采用箱形截面,橫橋向上塔柱寬4.8m,順橋向上、中塔柱寬7.0m,下塔柱由7.0m漸變至12.0m索塔共設(shè)三道橫梁,中、下橫梁高6.0m,上橫梁高4.0m。上塔柱是斜拉索錨固區(qū),采用大噸位小半徑環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼束,橫橋向布置,與常規(guī)的順橋向布束相比,節(jié)省鋼束用量25%,方便了施工。輔以塑料波紋管及真空輔助壓漿技術(shù),改善了斜拉索錨固區(qū)受力性能,確保了索塔的耐久性,并通過1:1足尺模型試驗(yàn),驗(yàn)證了索塔設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和安全性。預(yù)應(yīng)力束采用凹槽式錨固,用封錨混凝土補(bǔ)平。

  ?。?)主梁

   主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土雙肋板式截面,標(biāo)準(zhǔn)梁段梁高2.4m,在主4、主7號墩兩側(cè)一定范圍內(nèi)因懸臂澆筑的需要,采用變高度帶開口底板的雙肋板式截面,55m邊跨主梁高度由4.9m按二次拋物線變化到2.6 m(與副主橋梁高一致),200m次邊跨靠近主4、主7號墩一側(cè)一定范圍內(nèi)主梁高度由4.9m按二次拋物線變化到2.4m。主梁梁頂寬27.7m,橋面板厚32cm(圖7)。橫梁標(biāo)準(zhǔn)間距8m,與斜拉索索距相對應(yīng)。橫梁寬35cm,底寬30cm,橫梁底不與主梁底平齊,標(biāo)準(zhǔn)梁段橫梁底比主梁底高20cm;變高度梁段橫梁高度隨主梁高度變化而變化,橫梁底與開口底板頂平齊。

   圖7  主梁橫截面

   圖8  主梁前支點(diǎn)掛籃施工

  ?。?)斜拉索

   斜拉索采用φ7低松馳鍍鋅平行鋼絲束外包熱擠PE防護(hù)套,兩端采用冷鑄鐓頭錨錨固。梁端為固定端,塔上為張拉端。每個(gè)塔每索面布設(shè)29對斜拉索(不含0號索),共有PES7—109∽PES7—283六種規(guī)格,斜拉索在梁上索距8m,在塔上的索距為1.5m∽5.565m,顧及施工立模、索的張拉等因素,將錨固點(diǎn)布在塔內(nèi)壁中心處。

  ?。?)主梁施工

   主塔處0號節(jié)段采用支架現(xiàn)澆且與塔臨時(shí)固結(jié),其余各節(jié)段采用前支點(diǎn)掛蘭懸臂澆筑(圖8),標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長8m,重383T,塔兩側(cè)最大雙懸臂長158.5m(圖9)。在次邊墩上懸澆的梁段采用后支點(diǎn)掛蘭懸澆施工,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長4m,最大節(jié)段重340T,雙懸臂最大長38.5m。主橋的合攏順序,由邊向中逐跨合攏的方式,即先合攏55m邊跨,其次合攏200m次邊跨,最后合攏480m中跨。

   圖9  主梁懸澆施工

   3  主橋技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

   (1) 主橋采用55+200+480+200+55m=990m、五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋,在預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋中主跨跨徑居亞洲第二、世界第三。該橋的建成使我國大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋設(shè)計(jì)施工水平躍居世界先進(jìn)水平行列。

   (2)在國內(nèi)率先采用帶開口底板的雙肋板式主梁截面,避免了以往多跨預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋邊跨采用箱梁時(shí)的力線過渡不順的難題,改善了主梁受力,方便了施工。

  ?。?)主梁上部構(gòu)造采用懸澆施工、節(jié)段長8m,混凝土梁最大懸臂長度達(dá)236m。采用多元目標(biāo)控制,引入斜拉索無應(yīng)力索長及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論,對大跨徑混凝土斜拉橋施工實(shí)時(shí)控制,實(shí)現(xiàn)了線型平順,跨中合龍段高差2mm、軸線偏差1mm,內(nèi)力與設(shè)計(jì)吻合,避免多次調(diào)索、縮短施工周期的目標(biāo)。

  ?。?)采用前支點(diǎn)、全液壓工具式掛籃,內(nèi)模支架首次采用桁架拱式支架工藝,安全簡便。

  ?。?)索塔采用上塔柱平行分離的鋼筋混凝土倒Y型塔,雄偉壯觀,在主塔斜拉索錨固區(qū)采用大噸位小半徑環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼束,采用橫橋向布置,與常規(guī)的順橋向布束相比,節(jié)省鋼束用量25%,方便了施工。輔以塑料波紋管及真空輔助壓漿技術(shù),改善了斜拉索錨固區(qū)受力性能,確保了索塔的耐久性,并通過模型試驗(yàn),驗(yàn)證了索塔設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和安全性。

  ?。?)在長江水深34m、流速2.5m/s的條件下,主塔深水基礎(chǔ)設(shè)計(jì)首次采用直徑33.5m、高28.5m的有底雙壁鋼吊箱,采用散拼和鉆孔樁同步施工的設(shè)計(jì)方案,開創(chuàng)了鋼吊箱下沉與鉆孔樁同步施工的先河,縮短了施工工期,為主墩擺脫洪水威脅、一個(gè)枯水期內(nèi)確保下構(gòu)出水渡汛連續(xù)施工起到了決定性的作用。

  ?。?) 采用先進(jìn)的大體積混凝土溫度場及仿真應(yīng)力場分析程序進(jìn)行溫控設(shè)計(jì),采取設(shè)置冷卻管降溫、防裂鋼筋網(wǎng)等綜合技術(shù),有效防止了塔座及承臺等5000m3大體積混凝土開裂的質(zhì)量通病。

   鄂黃長江大橋獲全國優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)銀質(zhì)獎;國家優(yōu)質(zhì)工程銀質(zhì)獎。

   4  相關(guān)資料

   橋名:鄂黃長江大橋

   橋型:五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋

   跨徑:480m

   地址:湖北省黃岡市

   設(shè)計(jì)單位:中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

   施工單位:中交第二航務(wù)工程局有限公司

    四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司

    上海浦江纜索有限公司

    江蘇法爾勝新日制鐵纜索有限公司

   混凝土用量:131726m3

   鋼材用量:21284 t

   造  價(jià):6.5786億元

   建成日期:2002年9月

   
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