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香港汲水門大橋
2010-07-22 來源:中國橋梁網(wǎng)
香港汲水門大橋

大橋全景


    香港汲水門大橋為公鐵兩用斜拉式橋梁。它跨越汲水門,將馬灣和大嶼山連接起來。為香港道路重要的一部份,因為它聯(lián)同青馬大橋,共同擔(dān)當(dāng)著連接大嶼山(和香港國際機場)與市區(qū)的唯一行車通道。該橋由佳拿國際有限公司設(shè)計,于1993年初開工建設(shè),1997年5月建成。

    主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 

    1.雙層主梁:橋的露天上層為三線雙程分隔快速公路,有蓋的下層則為兩條地鐵機場鐵路的路軌,和兩條供緊急時(例如臺風(fēng)吹襲時)使用的單線行車道路。

    2.設(shè)計使用年限:120 年

    3.設(shè)計速度:

    公路:100km/h;鐵路:135km/h

    4.橋梁寬度:35m

    5.荷載標(biāo)準(zhǔn):

    車輛荷載: HA + 45 單位 HB (根據(jù)英國運輸部標(biāo)準(zhǔn) BD37 / 88 )

    鐵路荷載: RL (根據(jù)英國標(biāo)準(zhǔn) BS5400 第二冊)

    設(shè)計風(fēng)速:最大陣風(fēng) 85m/S , 平均風(fēng)速50m/s

    船舶撞擊荷載: 220 ooot 級海輪于時速8kn之撞擊

    地震基本烈度:修訂麥加利烈度表Ⅶ級

    6.通航凈空:凈高 45m 、凈寬 300m

    橋梁結(jié)構(gòu)

    汲水門橋全長 820m ,為雙塔雙索面 6 孔連續(xù)箱梁斜拉橋。從大嶼山端開始,橋跨布置為70m+Z×80m+430m+2×80m = 820m。

    索塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),高150,采用雙柱H 形結(jié)構(gòu) ,通過三道橫梁將塔柱連為一體。拉索錨錠箱室則藏于索塔頂部內(nèi)壁,以便拉索安裝及日后檢查維修。

    主跨主梁選用了雙向鋼析架和鋼筋混凝土橋面板的組合式加勁箱梁。主梁頂部及底部的鋼筋混凝土橋面板構(gòu)成了上下層行車道,兩邊外緣為鋼腹板。位于下層中央的鐵路,由鋼梁承托,在鋼梁上蓋以混凝土厚板,以簡化路軌的鋪筑。

    斜拉索作扇形布置,每一扇面由22對斜拉索組成,標(biāo)準(zhǔn)索距8.7m,斜拉索采用高強度鍍鋅平行鋼束, 共176根。每根斜拉索由 51-102 根直徑15.7m鋼絞線索組成,涂油脂后,外置高密度聚乙烯(HDPE )護套。

    橋面主架由鋼制件組合而成,在中國內(nèi)地蛇口制造及于工地裝嵌成長8.7 米的組件,并于吊放前,在每塊組件上鑄造橋面平板。重500 公噸的組件由躉船拖往適當(dāng)位置吊放并以斜拉索接緊。

    橋梁施工監(jiān)測

    邊跨梁段采用分段頂推法施工,每階段在已架梁段末端拼建長約 18m 的預(yù)應(yīng)力混凝土箱形節(jié)段,再將整組箱梁向索塔方向推進,這工序重復(fù)進行直至首段箱梁及頂推導(dǎo)梁超越索塔。

香港汲水門大橋

主跨梁的架設(shè)

    架設(shè)主跨主梁,則利用夏船把長 8 . 7m 的主梁節(jié)段運至正確位置,然后使用已安裝在橋身前端的垂直起重機將梁段緩緩從夏船吊升就位。起重機基本結(jié)構(gòu)為一條長約 20m 的縱向鋼梁,使用螺栓固定于已架梁段末段,以懸臂式伸出海面。

    當(dāng)梁段吊升至橋面的正確高度及位置后,采用高強度摩擦螺栓把梁段兩側(cè)的鋼腹板接合,然后澆筑上下層混凝土橋面板的連接縫。待混凝土強度足夠時,繼而進行張拉斜拉索的工序。

    為能達(dá)至主梁柔順的預(yù)拱線形,整個吊裝過程及合龍工序均經(jīng)精確計算,準(zhǔn)確地控制橋身高程,同時也利用調(diào)整斜拉索的拉力來控制主梁線形。在張拉斜拉索前,先收集橋身溫度、橋塔傾斜度及橋身的高程數(shù)據(jù),然后輸人計算機運算每根拉索所需的拉力。

    為了監(jiān)測大橋結(jié)構(gòu)健康情況和進行結(jié)構(gòu)評估工作,橋上安裝了一套橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)(簡稱為橋監(jiān)系統(tǒng))。其作用是監(jiān)測橋梁在服役期間結(jié)構(gòu)健康變化和進行結(jié)構(gòu)評估,以作出相應(yīng)的應(yīng)變措施,例如進行特別檢查和養(yǎng)護等工作。結(jié)構(gòu)健康是指結(jié)構(gòu)的可靠性,其中包括結(jié)構(gòu)承載能力、狀態(tài)和耐久能力等。而結(jié)構(gòu)評估工作是指利用特定信息,分析既有橋梁的可靠性并作出隨后的修護決策。

    主要技術(shù)創(chuàng)新點

    1.汲水門橋是目前世界上第二長的公鐵兩用斜拉橋,現(xiàn)已成為香港的標(biāo)志之一。由于工程計劃緊迫,選用“設(shè)計及建造”合約方式承建,盡量善用承包商的豐富建橋技術(shù)及經(jīng)驗,以達(dá)至經(jīng)濟及快捷的方案。

    2.首次采用獨一無二的“雙重合成”混疊合式結(jié)構(gòu)的主跨主梁,即橋身面板及底板均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),大大增加本橋的氣動穩(wěn)定性,既能提高結(jié)構(gòu)效能,又能減低建造成本。

    3.邊跨運用頂推法施工,大量減少在地勢不平場地的腳手架的使用量,并可和橋塔建造同步進行,大大節(jié)省時間。

    4.設(shè)計的另一重要考慮是為防止邊跨在某種荷載組合下升離支座,故此采用預(yù)應(yīng)力鋼束把邊跨橋身錨固在其中一座橋墩上。

    5.主跨主梁獨特的中央通風(fēng)隙設(shè)計可減低主梁底面風(fēng)致壓差,大大提高主梁的氣動穩(wěn)定性。主梁下層采用全天候密封式設(shè)計,確保公鐵交通在惡劣天氣情況下仍可運行。

    6.另一創(chuàng)舉是在大橋內(nèi)安裝了齊備的監(jiān)控儀器,利用計算機分析監(jiān)控數(shù)據(jù),藉此監(jiān)控及預(yù)測大橋的結(jié)構(gòu)性能表現(xiàn),大大推進橋梁監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。

    7.橋上安裝了一套精密的交通控制及監(jiān)控系統(tǒng),達(dá)至高效管理及提升道路安全水平,確保本橋及鄰近的道路網(wǎng)絡(luò)交通暢順。

    成績與榮譽

   汲水門大橋榮獲1998 年日本土木學(xué)會頒發(fā)“田中賞”以及1998 年美國顧問工程師學(xué)會最佳工程設(shè)計獎。
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