1.概況
江陰長江大橋位于長江三角洲地段的中部,連接江蘇省無錫市和泰州市,是江蘇省內(nèi)第二座跨江通道??缃恢眠x在長江下游江陰江段最窄處,南岸江陰西山凸入江中,北岸靖江十圩港岸線穩(wěn)定,江面僅寬1.4km。河床斷面北緩南陡,深泓區(qū)緊貼河床南側(cè),最大水深約60m。
圖1 大橋全景
該橋?yàn)殡p向六車道高速公路,特大橋(圖1),設(shè)計(jì)車速100Km/h,設(shè)計(jì)荷載為汽車——超20級(jí),掛車——300,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。
江陰河段為感潮河段,水流既受長江徑流控制,又受海洋潮汐影響,水位每日兩漲兩落。最高潮位4.84m,最大潮差為3.39m,設(shè)計(jì)流速為3.67m/s,設(shè)計(jì)流量為129000m3/s。第四系覆蓋層厚85m,北岸基巖為灰?guī)r,南岸基巖為粉砂巖。江陰年平均氣溫15.2℃,設(shè)計(jì)風(fēng)速31m/s。通航凈高48m,凈寬不小于380m。地震基本烈度為6度。
2.主橋結(jié)構(gòu)
大橋全長3177m,主橋采用單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋,跨徑布置為336.5+1385+309.34m(圖2)
圖2 橋型總體布置
1)纜索系統(tǒng)
主跨纜索垂跨比1/10.5,兩纜中心距32.5m。垂直吊索間距16m,近塔吊索距塔中心線20.5m。
主纜由平行鋼絲索股組成。每索股含127根鍍鋅高強(qiáng)鋼絲,(直徑為5.35mm,強(qiáng)度為1600Mpa)(圖3)。每根主纜中跨169股,豎向排列成正六邊形,邊跨為177股。索股錨頭采用套筒式熱鑄錨,在鑄鋼制成的錨杯內(nèi)澆鑄鋅、銅合金。
圖3 主纜索股斷面
主纜外徑分別約為876mm(中跨)和897mm(邊跨),主纜安全系數(shù)取2.5,采用預(yù)制平行索股法(PWS法)施工。
每吊點(diǎn)由兩根吊索組成,有平行鋼絲吊索(長度>10m者)、鋼絲繩吊索(長度<10m者)兩種,其主鞍座和散索鞍采用鑄焊組合件,重量分別為172~587t。上端與索夾銷接,下端與加勁梁采用帶有螺紋的套筒錨頭連接(圖4)。索夾采用鑄鋼鑄造,索夾分成上下兩半,用高強(qiáng)螺桿相連夾緊。
圖4 吊桿與大纜及箱梁的銷接式連接
2)加勁梁
加勁梁采用梁高3m的扁平流線形鋼箱梁斷面(圖5)。頂板水平寬度29.5m,底板寬度22.94m,檢修道寬度(每側(cè))1.5m,全橋總寬度(含風(fēng)嘴)36.9m。
圖5 加勁梁橫截面
3)索塔
南塔座落在南岸西山腳下基石上,避開海輪撞擊,北塔設(shè)于距北岸85m的淺水區(qū)。兩索塔均為鋼筋砼雙室箱型塔柱、三道預(yù)應(yīng)力砼雙室箱型橫梁組成的框架式結(jié)構(gòu)(圖7),塔高(承臺(tái)頂面以上)約190m,塔身采用爬模施工。
南塔基礎(chǔ)采用24根直徑3m鉆孔樁(長35m不等),穿過軟弱層嵌入穩(wěn)定巖層。
圖6 塔身一般構(gòu)造
4)錨碇
?。?)北錨碇
北錨碇外覆蓋層厚達(dá)100m,基礎(chǔ)采用深埋矩形沉井(圖7),平面尺寸 69×51m,井內(nèi)分36個(gè)隔艙(7×10m),埋深 58m,共分11個(gè)節(jié)段,第1節(jié)段為鋼制沉井,節(jié)段高8m,以上10節(jié)為鋼筋混凝土節(jié)段,節(jié)高均為5m。
錨體位于基礎(chǔ)之上,向后懸出(圖8),以使運(yùn)營階段基底受力均勻。北錨碇混凝土用量約為150000m3。
圖7 沉井一般構(gòu)造
圖8 北錨碇錨體一般構(gòu)造
(2)南錨碇
南錨碇采用重力式嵌巖錨(見圖9)。南錨碇基坑挖方量約160000m3,混凝土體積約80000m3。
圖9 南錨碇總體布置
3)錨固系統(tǒng)
錨體內(nèi)的錨固系統(tǒng)采用前錨式、預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)。該系統(tǒng)由拉桿、索股錨固連接器和預(yù)應(yīng)力錨固體系組成。其優(yōu)點(diǎn)是用鋼量少,支架簡單,管道架設(shè)精度可酌予放寬,減小錨塊尺寸。
3.主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?、糯髽虻靥庨L江下游的江陰河段,航運(yùn)繁忙,建設(shè)條件復(fù)雜,本橋全面貫徹“安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀”的技術(shù)方針,精心設(shè)計(jì)。本橋?yàn)槲覈鬃骺绯椎奶卮髽颍?guī)模大,技術(shù)難度高,建成時(shí)跨徑位居同類橋型中國第一,世界第四,為我國橋梁建設(shè)水平躋身于世界先進(jìn)行列奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
?、票卞^碇位于軟土地基上,創(chuàng)造性地首次將特大型整體沉井基礎(chǔ)用作大跨懸索橋的錨碇基礎(chǔ),經(jīng)過全面深入的計(jì)算分析后,提出首節(jié)沉井采用鋼殼混凝土,并利用土模支承,以利沉井下沉,實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)成功而經(jīng)濟(jì),為我國今后大型橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工積累了經(jīng)驗(yàn)。
?、菄鴥?nèi)首次將扁平鋼箱梁的全寬設(shè)計(jì)到36.9m,并成功采用全焊結(jié)構(gòu)。
?、葒鴥?nèi)首次采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固系統(tǒng),充分利用預(yù)應(yīng)力束受力和布置靈活的特點(diǎn),采用了非放射型布置,最大限度地減小了后錨面的尺寸,減小了錨碇基礎(chǔ)的規(guī)模和難度,加快了施工進(jìn)度,節(jié)省工程造價(jià)。
?、蓢鴥?nèi)首次采用銷接式索夾系統(tǒng)、銷接式錨箱結(jié)構(gòu)。
⑹充分利用兩岸地形,采用不對(duì)稱邊跨設(shè)計(jì),首次對(duì)邊跨主纜和中跨主纜采用不同的直徑,提高了全橋剛度,節(jié)省主纜鋼絲用量達(dá)1400t,效益顯著。
該橋先后榮獲2001年江蘇省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)、2002年度交通部公路工程優(yōu)秀設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)、2003年第三屆詹天佑土木工程大獎(jiǎng)、國際橋梁大會(huì)首屆“尤金•菲戈獎(jiǎng)”、2004年中國建筑工程魯班獎(jiǎng)、2005年全國優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)。
4.有關(guān)資料
設(shè)計(jì)單位:中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司(主體設(shè)計(jì)單位)
江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院(參加設(shè)計(jì)單位)
同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院橋梁分院(參加設(shè)計(jì)單位)
施工單位:中交第二航務(wù)工程局有線
上海基礎(chǔ)公司
黑龍江省路橋公司等
鋼材用量:84759t
水泥用量:230074t
造 價(jià):27.2813億元
建成日期:1999年9月