润扬长江公路大桥总体设计

发布时间:2010-01-14 共2页

  6. 总体布局润扬大桥全长7371m,其中:南汊主桥采用主跨1490m悬索桥,北汊主桥采用主跨406m斜拉桥,引桥和高架桥均采用预应力混凝土连续箱梁桥。

  6.1 南汊悬索桥桥跨布设控制因素

  (1)根据河势研究报告,为稳定河势,南岸水中不能设墩,经与水利部门多次协调,为确保江边大堤的安全,南塔墩宜设置在大堤的背水侧;

  (2)通航要求,海轮双向通航宽度不小于390m,江轮双向通航不小于700m.根据“通航净空设址论证会”审定意见,海轮通航净空位置应在距南岸枯水位水沫线100m以北和北岸航行基准面-14m等深线内;

  (3)为确保长江行洪安全以及方便施工,北锚碇宜置于岸上;

  (4)北塔墩为减小对河势影响和船舶撞击影响,应设在世业洲南侧浅水区。

  根据上述原则,经多方案比选,南汊主桥选用1490m单跨双铰钢箱梁悬索桥。

  6.2 北汊斜拉桥桥跨布设控制因素

  (1)根据勘察报告,北汊江中有一东西走向的地质断裂带,北汊主桥墩应避开断裂带布设;

  (2)北汊日通航船舶约2200艘,江中宜少设桥墩,尽量减小船舶撞击桥墩的机率;

  (3)满足210m*18m的通航净空,同时主桥基本跨越750m(常水位)宽北汊水域;

  (4)斜拉桥不进入平曲线范围。

  根据以上原则,北汊主桥选用(176+406+176)m三跨斜拉桥桥型。

  7. 主桥结构及技术特点

  7.1 南汊悬索桥

  (1)主缆系统综合考虑桥位地形、河势、通航、桥位线型及构造统一等因素,南汊桥采用(470+1490+470)m三跨双绞悬索桥。矢跨比经1/9~1/10.5四种不同方案比较,在成桥状态下,根据全桥整体刚度及经济性的分析比较,确定矢跨比为1/10.主缆钢丝采用强度为1670Mpa的镀锌高强钢丝,钢丝直径5.30mm.主缆共两根,平面间距34.3m,由平行钢丝索股组成,每股含127根镀锌高强钢丝,每根主缆为184股,空隙率在索夹处和索夹外分别为18%、20%,相应主缆外径分别为895mm、906mm.吊索材料选用耐久性好的平行钢丝束股,为1670Mpa的镀锌高强钢丝,钢丝直径5.0mm,其外采用PE防护套防护。索夹采用铸钢,吊索上、下端均为顺桥向销接的连接方式。由于刚性中央扣能使缆、梁在跨中处相对固定,对梁的纵横向位移进行约束,从而有效的改善吊索受力状态,尤其是跨中短吊索的受力性能,本桥设计在跨中加设刚性中央扣连接。

  (2)加劲梁加劲梁采用全焊扁平流线形封闭钢箱梁断面,整体性好,满足抗风稳定性的要求。箱梁标准梁段长16.1m,中心线处梁高3.0m,顶板宽32.9m,检修道宽1.2m,设置在尖嘴外。箱梁总宽38.7m,高跨比1/497,宽跨比1/38.5.吊索与耳板为销接。两个标准段焊接连成一个标准吊装段,吊装重量约471t.箱梁主体结构采用Q345-D钢。顶板和斜腹板厚14mm,底板厚10mm,采用8mm的U型肋和球头钢加劲。横隔板纵向间距3m.(3)索塔悬索桥主塔设计应符合其受力特点,同时注重美观方面的要求。索塔由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构,塔高约210m.塔柱为钢筋混凝土箱型结构,横桥向两个塔柱斜置,底部外形尺寸6m*12.5m,顶部6m*9.5m.塔柱壁厚采用双向变壁厚,横梁为预应力混凝土空心箱型结构。基础为直径2.8m钻孔灌注桩。

  (4)锚碇设计采用重力式锚体、预应力锚固系统。初步设计、技术设计阶段对锚碇基础分别采用冻结法、地下连续墙、沉井等方案进行技术经济比较,为稳妥起见,最后采用带案投标方案。南锚基础采用钻孔桩围护加冻结止水围幕、钢筋混凝土内支撑方案,平面为矩形,基础底标高-26m,开挖、封底完成后,在开挖完成的内部空间用混凝土进行填充。北锚基础采用地下连续墙方案,平面为矩形,基础底标高-45m,边开挖、边支撑,封底完成后,现浇钢筋混凝土隔仓,再分别回填混凝土或砂(水)。

  7.2 北汊斜拉桥

  (1)索塔索塔采用空间索面花瓶型混凝土塔柱,设置三道横梁,横梁中张拉预应力,以满足塔柱受力要求,索塔总高约145m.基础为直径2.5m钻孔灌注桩。

  (2)加劲梁采用扁平闭口流线型钢箱梁,满足抗风稳定性要求。箱梁标准段长15m,沿中心线梁高3.0m,箱梁总宽37.4m,高跨比1/135,宽跨比1/10.9.箱梁主体结构采用Q345-D钢,采用悬臂拼装方法施工,吊装重量约246t.箱梁顶板和斜腹板厚14mm,底板厚12mm,顶底板分别采用8mm和6mm的U型肋加劲。横隔板间距3.75m,箱梁内设有两道纵隔板。加劲梁在索塔处设有竖向弹性支座,横向固定支座约束,纵向为漂浮体系。

  (3)斜拉索采用镀锌钢绞线拉索,为空间扇形双索面体系。拉索由多股无粘结高强度平行钢绞线组成,采用双层HDPE套管进行防护。斜拉索与塔的锚固方式为在塔壁内设置齿板,与主梁的连接采用钢锚箱焊接于上斜腹板上的锚固方式。斜拉索的减振采用HCA斜拉索减振器与减振橡胶块共同作用方式。

  8.科研与创新润扬大桥是我国公路建桥史上工程规模最大、建设标准最高、技术最复杂的悬索、斜拉、预应力混凝土连续梁组合的特大型桥梁工程。从勘察设计开始就高度重视科研与创新工作,结合勘察设计共进行了30余项专题研究和科研试验,为桥位选择和桥梁方案比选提供了科学的依据。目前在专题研究的基础上,进一步开展的科研试验工作如下:

  (1)悬索桥中央索扣对整体结构受力影响分析;

  (2)悬索桥钢箱梁局部应力分析研究(含中央索扣研究);

  (3)复杂地质条件下大直径桩承载试验和基础变形数值模拟研究;

  (4)北锚碇特大深基础关键技术研究;

  (5)悬索桥鞍座结构分析及实测研究;

  (6)主缆防护系统、索股制造及架设、吊索防水研究;

  (7)斜拉桥索塔节段(锚索区)足尺模型试验;

  (8)特大跨径钢桥面铺装材料和施工工艺研究;

  (9)桥梁美学及景观设计研究。

  在勘察设计过程中进行了以下的科研创新工作:

  (1)查清桥位区域地质情况,在物探、钻探同时开展了遥感、电导率法、波速测试、断层泥同位素测试等综合手段和方法,为桥梁基础设计提供了详细的资料。

  (2)主缆与加劲梁在跨中连接处加设中央索扣,以改善全桥的整体刚度和抗风稳定性、提高吊索特别是跨中附近的短吊索的使用性能、减小L/4处挠度等,这在国内悬索桥上第一次采用。

  (3)主缆防护采用泵送干空气除湿防护,以彻底改善主缆钢丝的防腐性能,提高主缆钢丝的使用寿命,进而提高全桥的使用寿命,是桥梁主缆防护的发展方向,这也是国内悬索桥上第一次采用。

  (4)悬索桥索塔是代表悬索桥形象的景观之一,经多方案比选采用塔柱为矩形断面、双向变壁厚,更好的符合受力特点,并取消塔顶牛腿,施工期间采用临时钢托架,使塔柱线条更加简洁、美观、雄壮。

  9. 结束语

  润扬长江公路大桥勘察设计过程中,设计单位开展广泛深入的技术研究和科研创新工作,为特大跨径桥梁建设进行有益的探索。润扬长江公路大桥己于2000年10月20日开工建设,计划于2005年10月1日前建成通车。目前设计单位正进行施工配合及科研试验工作,努力争创国优精品工程。

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