1 概述
瀘州長(zhǎng)江二橋?qū)儆趪?21 線隆昌至納溪高速公路上一座跨越長(zhǎng)江的特大型橋梁,橋位位于瀘州市納溪縣城上游3km,橋梁全長(zhǎng)1408m,從隆昌向納溪方向的跨徑組合為19×30m簡(jiǎn)支T梁+7×50m簡(jiǎn)支T梁+(145+252+54.75)m連續(xù)剛構(gòu)(圖1)。
圖 1 瀘州長(zhǎng)江二橋全景
橋位處,設(shè)計(jì)流速5m/s。兩岸地形存在明顯差異,隆昌岸主要為堆積階地地貌;基巖出露。
瀘州屬于四川盆地亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū),年平均氣溫19.5℃,極端低溫-1℃,極端高溫40.2℃。年最大降雨量1437mm,日最大降雨量251mm。
主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
(1) 四車道高速公路特大橋
(2) 計(jì)算行車速度:80km/h
(3) 橋面寬度:25m
(4) 荷載標(biāo)準(zhǔn):汽車超-20級(jí),掛車-120
(5) 通航標(biāo)準(zhǔn):Ⅱ-(3)級(jí)內(nèi)河航道,寬108m,高18m
(6) 地震烈度:6度,全橋按7度設(shè)防
2 主橋結(jié)構(gòu)
因受地形和通航條件限制,主橋選用三跨極不對(duì)稱的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋型,跨徑組合為145+252+54.75m;小邊跨側(cè)(納溪岸邊跨)設(shè)一錨碇橋臺(tái)以平衡梁體結(jié)構(gòu)內(nèi)力;主墩為雙薄壁墩,深水基礎(chǔ)選擇鋼沉井與樁基組合基礎(chǔ)。(圖2)
圖 2 橋型布置圖(單位:cm)
(1) 箱梁
箱梁為變截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),采用單箱單室斷面,頂板寬25m,底板寬13m;箱梁根部高14m,跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高4m;箱梁頂面設(shè)2%雙向橫坡。箱梁截面見圖3。
箱梁墩頂0號(hào)段長(zhǎng)15m,墩兩側(cè)各外伸1.5m,隆昌岸“T”構(gòu)兩側(cè)劃分39個(gè)對(duì)稱梁段,納溪岸“T”構(gòu)兩側(cè)分別劃分為39個(gè)(位于跨中側(cè))和18個(gè)(位于邊跨側(cè))不對(duì)稱梁段,累計(jì)懸臂總長(zhǎng)分別為118.5m和43.5m。節(jié)段長(zhǎng)2.2~4m。
O號(hào)段搭架施工,混凝土分三次澆筑。
圖3 箱梁截面(單位:cm)
瀘州長(zhǎng)江二橋主梁施工
瀘州長(zhǎng)江二橋主墩0#塊施工
瀘州長(zhǎng)江二橋主墩0#塊
圖 4
梁段采用掛籃懸臂澆注施工,設(shè)計(jì)掛籃自重1400kN,懸臂澆注梁段最大重量2700kN。主橋首先合攏納溪岸邊跨與錨碇橋臺(tái),再合攏隆昌岸邊跨,最后合攏中跨。
(2) 主墩薄壁墩
主墩為雙肋式柔性薄壁墩,兩肋凈距8m,截面為2×13m,墩身上、下游設(shè)置弓形分水尖。采用大塊鋼模用塔吊翻模施工。
(3) 隆昌側(cè)主墩深水基礎(chǔ)
兩個(gè)主墩基礎(chǔ)分別采用兩種形式,納溪岸主墩基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ),而隆昌側(cè)主墩基礎(chǔ)采用鋼沉井深水基礎(chǔ)。為減小沉井嵌巖難度,當(dāng)沉井下沉至弱風(fēng)化基巖面后,采用沿沉井內(nèi)周邊均勻布置10根直徑2.5m嵌巖樁基代替沉井的嵌巖。鋼沉井結(jié)構(gòu)類似于雙壁鋼圍堰,其直徑21m,壁厚1.6m。沉井基礎(chǔ)構(gòu)造見圖5。
瀘州長(zhǎng)江二橋鋼沉井樁基組合基礎(chǔ)
11#主墩基礎(chǔ)施工
圖 5 鋼沉井組合基礎(chǔ)(單位:cm)
(4) 納溪側(cè)錨碇橋臺(tái)
納溪岸錨碇橋臺(tái)長(zhǎng)26m,與箱梁結(jié)構(gòu)一致,兩端加隔板,箱內(nèi)用漿砌片石填心,不平衡梁段的縱向預(yù)應(yīng)力束錨于臺(tái)尾。錨碇橋臺(tái)通過合龍段與箱梁剛性連接以平衡主橋結(jié)構(gòu)。為保證錨固的可靠性,減小錨碇?jǐn)?shù)量,布置18根方形抗拉錨樁,通過設(shè)在錨樁內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力束將橋臺(tái)可靠地錨于基巖中。橋臺(tái)為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。錨碇橋臺(tái)一般構(gòu)造見圖6。用人工開挖及小規(guī)??刂票剖┕?。
圖 6 錨碇橋臺(tái)(單位:cm)
3 主要技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)
(1) 連續(xù)剛構(gòu)邊跨極不對(duì)稱
為保證主橋結(jié)構(gòu)受力平衡,納溪岸設(shè)錨碇橋臺(tái)與邊跨箱梁剛性連接。由此引起主橋結(jié)構(gòu)的水平位移只能在另一端(隆昌側(cè))發(fā)生,導(dǎo)致隆昌側(cè)主墩水平力過大,鋼沉井基礎(chǔ)合力偏心距大。
(2) 采取改善鋼沉井基礎(chǔ)受力的措施
鋼沉井基礎(chǔ)頂面彎矩大,左右墩身受力極不均勻。為減小鋼沉井基礎(chǔ)的合力偏心距,采取兩種措施:①將沉井中心向納溪側(cè)偏離墩中心80cm,使恒載自重產(chǎn)生一反向抵抗彎矩;②中跨合攏前,在合攏段施加8000kN頂推力。
?、?鋼沉井與樁基共同作用成為組合基礎(chǔ),受力合理,造價(jià)經(jīng)濟(jì)。
(3) 小邊跨側(cè)(納溪岸)設(shè)錨碇橋臺(tái)與箱梁剛性連接平衡主橋結(jié)構(gòu)。為保證錨固的可靠性,減小錨碇的工程規(guī)模,布置18根方形抗拉錨樁,通過設(shè)在錨樁內(nèi)豎向預(yù)應(yīng)力束將橋臺(tái)可靠地錨于基巖中。
(4) 主橋全橋仿真分析及0號(hào)塊應(yīng)力集中的處理
進(jìn)行了全橋結(jié)構(gòu)仿真分析,計(jì)算工況包括施工階段和成橋運(yùn)營階段共13種,并對(duì)最大懸臂狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)力分析。
對(duì)0號(hào)塊應(yīng)力集中的進(jìn)一步分析結(jié)果,最終選用減薄橫隔板頂端厚度,并加大此部位倒角尺寸,減弱相交部位的節(jié)點(diǎn)剛度突變,從而大大減小了應(yīng)力集中的程度。
(5)完成了《特大跨不對(duì)稱預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)施工控制與質(zhì)量管理》課題研究,包括1:1研究抗板樁錨固性能及沿樁身應(yīng)力分布的模型試驗(yàn),上拔力2000t時(shí)無明顯豎向位移,后進(jìn)行破壞試驗(yàn)。
瀘州長(zhǎng)江二橋曾獲得四川省優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng),四川省天府杯金獎(jiǎng),其施工及控制技術(shù)獲中國公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。
4 有關(guān)資料
橋 名:四川瀘州長(zhǎng)江二橋
橋 型:預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)
跨 徑:145+252+54.75m
設(shè)計(jì)單位:四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院
Sichuan Province Communications Department Highway Planning, Survey, Design and Research Institute
施工單位:四川省公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司
Sichuan Highway ang Bridge Construction Group Co., Ltd.
混凝土用量:91333m3
鋼材用量:11048t
造價(jià):1.462億元
建成日期:2000年11月