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湖北鄖陽漢江大橋
2015-06-18 
   1  概況

   鄖陽漢江大橋位于湖北省鄖縣,于長江最大支流漢水上游末段,丹江口水庫回水變化段上。大橋全長601m,主跨采用414m混凝土地錨斜拉橋(圖1)。 

   圖1  湖北鄖陽漢江公路大橋全景

   橋位處峽口為典型的U型河床,常水位時水面寬340m,水深40m,大橋考慮在丹江口水庫二期工程正常蓄水位170.0m時能滿足通航要求。河床為風(fēng)化砂礫巖,無覆蓋層。橋位區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)區(qū)。極端最高氣溫42.7℃,極端最低氣溫-13.5℃。

   大橋采用二級公路標準;設(shè)計速度80Km/h;設(shè)計風(fēng)速40m/s;地震基本烈度:6度;通航凈空:8×120m

   2 主橋結(jié)構(gòu)

   (1)結(jié)構(gòu)體系

   由于受橋位地形影響,跨度布置為86+414+86=586m,平衡重錨固橋臺及錨孔主梁長度均為43m(圖2)。

   主梁為混凝土單箱三室截面,寶石型空心索塔。每塔2×25對斜拉索呈雙面半扇形密索體系布置,背索有21對錨固在平衡重錨固橋臺上,標準索距主梁為8.0m,錨固橋臺為2.0,索塔為1.2m,斜拉索與其水平投影之最小夾角為22°49´。21對背索為47°8´~56°40´。橋面以上塔高90.62m,寶石型空心索塔全高108.5m。索塔與主梁分離,主梁與錨固橋臺剛接,在橋梁跨度中心設(shè)置一個可縱向滑移的無軸力接頭,使其能抗剪、抗彎扭。伸縮縫設(shè)在跨中。

   圖2  橋型布置

  ?。?) 主梁

   主梁采用三向預(yù)應(yīng)力單箱三室截面,兩邊室為三角形(圖3),箱梁中心處梁高為2.0m,箱梁頂板寬15.6m,底板寬6.6m,頂、底板厚均為20cm,與錨固橋臺連接段主梁15m長范圍,頂?shù)装逵?0cm增至50cm,豎腹板厚24cm,斜腹板厚16cm,拉索錨固端厚70cm,橫隔梁標準間距8.0m,寬20cm。

   跨中接頭段主梁長25m,為了裝置接頭鋼箱將主梁斜腹板改為豎腹板,且在箱梁中部加設(shè)一道豎腹板,箱梁底部寬增至12.16m,鋼箱支承橫隔梁間距4.0m,寬36cm。

   主梁寬高比B/h=7.8;高跨比h/L=1/207(0.0048);跨寬比L/B=26.5。

   主梁采用按兩半跨自錨固橋臺向河心單向施工(圖4),根據(jù)地形鄖岸主梁現(xiàn)澆段長67.7m,十堰岸長87.4m,其余主梁分段預(yù)制,預(yù)制構(gòu)件標準節(jié)段長分4.3m和3.7m,安裝重量86~95t,預(yù)制構(gòu)件用棧橋下河,船運至橋下,起吊就位,向跨中單向懸臂拼裝。全橋設(shè)八道寬10cm的濕接縫,以調(diào)整懸拼誤差??v向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用24Φ5高強碳素鋼絲束,用墩頭錨具聯(lián)結(jié),分段接長,分段張拉,全橋連續(xù)。預(yù)制主梁節(jié)段存放期,要求不少于3個月,兩側(cè)同時施工,以控制收縮徐變的影響。

   圖3  主梁標準截面(單位:cm)

   圖4 主梁懸拼施工

   (3)橋塔

   橋面以上塔高90.62m,其高跨比=1/4.57(0.22),選用了寶石型空心塔  (圖5),提高橋梁的橫向剛度、抗扭剛度及抗風(fēng)穩(wěn)定性。索塔構(gòu)造圖(圖5)。橋塔全高108.5m,塔身及橫梁均為空心矩形截面,縱向?qū)挾葹?.6m,橫向?qū)挸闲蓖葘?.5m外,均為4.0m。塔壁厚除直柱段錨固壁厚1.0m外,其余均為70cm。

   圖5  索塔

   為便于錨座定位精確,索塔傳力錨固段內(nèi)壁面層用10mm厚的鋼板護壁,可兼作施工內(nèi)模,斜拉索直接錨固在直柱內(nèi)壁上,錨座裹以10mm厚的鋼板與鋼內(nèi)壁焊接成整件。斜拉索直接錨固在空心索塔塔壁上,并布置井形預(yù)應(yīng)力,該錨固方式為國內(nèi)第一次設(shè)計。索塔基礎(chǔ)采用15根直徑2.0m的挖孔樁,承臺尺寸13×22m,厚6.0m。承臺底面要求置于風(fēng)化砂礫巖面上。

  ?。?)平衡重錨固橋臺

   邊跨主梁長43m,為主跨的1/9.6,25對背索有21對需錨固在平衡重錨固橋臺上,以平衡其上拔力與不平衡推力。錨固橋臺型式與尺寸兩岸均相同,以求其對稱平衡。錨箱依靠箱體自重和箱內(nèi)填砂平衡其上拔力。錨箱體寬13.8m,由9道橫隔板,3道縱腹板形成16個箱室??v腹板與中橫隔板厚0.8m,底板與端橫隔板厚1.0m,臺后端11.5m長,低1.5m,形成階梯,以增加抵抗水平力能力。

  ?。?)斜拉索

   斜拉索選用φ5低松弛予應(yīng)力高強鋼絲,不鍍鋅,鋼絲標準強度1600MPa。表面涂防銹脂,然后繞包玻璃絲帶與兩層聚脂帶合成的復(fù)合帶,再直接熱擠PE護套。全橋斜拉索有六種規(guī)格,共200根,規(guī)格為151φ5——409φ5。拉索安全系數(shù)取2.5,安裝階段超應(yīng)力時最小值2.25。拉索錨具采用冷鑄鐓頭錨。

  ?。?)跨中無軸力接頭

   跨中接頭結(jié)構(gòu)要求縱向可以滑移,同時能傳遞剪力與彎扭矩,跨中兩半跨主梁間凈距24cm,此處設(shè)一條板式橡膠伸縮縫。接頭段長25m,主梁為單箱四室箱梁底板寬增至12.16m。

  ?。?)動力分析及屈曲穩(wěn)定

   根據(jù)模型試驗,成橋狀態(tài)顫振臨界風(fēng)速在116.2m/s以上,施工最大懸臂狀況也超過96.4m/s,均遠超過設(shè)計風(fēng)速的1.2倍。結(jié)構(gòu)屈曲分析是對合攏前的半橋狀態(tài)(主梁懸出250.0m)進行的。此時彈性屈曲安全系數(shù)7.4。

   3.主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點

  ?。?)大橋是我國首次設(shè)計的地錨式大跨度斜拉橋新型結(jié)構(gòu)。橋型結(jié)構(gòu)及總體布置格局合理,選定邊跨與主跨之比為0.207,錨孔25對斜拉索有21對錨固在平衡重錨固橋臺上;寶石型空心索塔高跨比為0.218;扁平的單箱三室主梁與索塔分離,與錨固橋臺固結(jié);跨中設(shè)置能傳遞剪力,彎扭矩的無軸力鋼箱梢式接頭。橋型總體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,剛?cè)嵯酀袆?chuàng)意。

  ?。?)平穩(wěn)重錨固橋臺采用16個箱室內(nèi)填砂卵石方案,以平衡背索傳來的萬噸上拔力。結(jié)構(gòu)構(gòu)思合理,新穎。

  ?。?)寶石型空心索塔,斜拉索直接錨固在索塔直柱段內(nèi)壁上,在塔內(nèi)張拉,掛索,養(yǎng)護均方便。

   (4)創(chuàng)造了在跨中設(shè)置縱向滑移無軸力接頭。采用四條閉合鋼箱,擱置在主梁近跨中四條支承橫梁上的鋼框架內(nèi),鋼箱支點四周布置四氟橡膠滑板,構(gòu)思巧妙,保證了主梁的伸縮。接頭行車平順性好,為國內(nèi)外首創(chuàng)。

  ?。?)采用雙斜面空間斜拉索,呈扇形布置。斜拉索采用不鍍鋅低松馳高強鋼絲,表面涂專用防銹油脂,然后繞包玻璃絲聚脂復(fù)合帶,再直接熱擠PE。防銹措施可靠,造價低。

  ?。?)合理的施工控制技術(shù)。施工控制特點是向河心單向懸拼,對一個標準循環(huán)懸拼一個8米梁段,安裝兩塊構(gòu)件、兩對斜拉索其施工控制過程可簡稱為“兩張一放”,全過程實現(xiàn)了預(yù)控,主梁在施工過程中每一個工況的撓度和彎矩值均控制在允許幅度內(nèi)。

   鄖陽漢江公路大橋獲國家優(yōu)秀設(shè)計銀質(zhì)獎。

   4有關(guān)資料

   橋  名:鄖陽漢江大橋

   橋  型:雙塔雙索面地錨斜拉橋

   跨  徑:414m

   橋  址:湖北省鄖縣

   設(shè)計單位:湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院

   施工單位:四川公路橋梁工程總公司

   混凝土用量:24020m3

   鋼材用量:4231噸

   造  價:5305萬元

   建成日期:1994年2月

   
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