1.概況
壩陵河大橋位于貴州省關(guān)嶺縣境內(nèi),是滬瑞國道主干線貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)公路上跨越壩陵河大峽谷的一座特大型橋梁,壩陵河峽谷兩岸地勢陡峭,地形變化急劇起伏大,河谷深切達(dá)400~600m,橋面距谷底約370m。
該橋距離黃果樹風(fēng)景區(qū)約7km,特征是山地多,山地和丘陵占全省總面積的92.5%,其中喀斯特地貌面積達(dá)61.9%。由于受安莊斷層和關(guān)嶺縣城以西的上木咱斷裂的影響,橋位區(qū)域形成高差懸殊的深切河谷地形,以黃果樹瀑布為典型代表。
橋位處屬亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明,具有春干夏雨秋爽的氣候特點(diǎn)。年平均氣溫13~16℃,年平均降水在1160~1400mm,雨量多集中在5至10月份,無霜期280天左右。
圖1 壩陵河大橋效果圖
該橋?yàn)殡p向四車道高速公路特大橋,設(shè)計行車速度80km/h,設(shè)計荷載為汽車-超20級,掛車-120。地震基本烈度6度,按7度設(shè)防。設(shè)計最大風(fēng)速為25.9m/s,河內(nèi)水少,無通航要求。
2.主橋結(jié)構(gòu)
圖2 橋型布置圖
主橋?yàn)榭鐝?088m的雙塔單跨鋼桁架懸索橋,跨徑組成為268+1088+228m(圖2)。全橋?yàn)榉菍ΨQ雙向縱坡,2.2%接-1.0%,曲線半徑為34000m,變坡點(diǎn)設(shè)置在主跨中央。
?、?錨碇(圖3)
東錨碇采用重力式框架錨,基礎(chǔ)持力層置于弱風(fēng)化巖層。整個錨碇由錨塊、前支墩基礎(chǔ)、前錨室、前支墩組成,錨固段長度為25m,錨體尺寸為71m×45.5m,高71m。
西岸采用隧道式錨碇。錨塞體置于弱、微風(fēng)化巖層且穿過淺表巖溶發(fā)育帶,基底基于地表以下50m左右。隧道錨分左右隧洞,隧洞總軸長74.34m,其中前錨室長31.34m,錨塞體長40m,后錨室長3m。洞口單洞斷面尺寸為10m×10.8m,洞底單洞斷面尺寸為21m×25m,左右洞間最小凈距7m。隧道錨軸線傾斜度為45°,底面與水平面傾角52°,系典型大斷面、小間距、陡傾角隧道錨。
錨碇錨固系統(tǒng)采用前錨式預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)。為減小錨塊尺寸,主纜索股采用單、雙股混合錨固方式。
東錨碇 西錨碇效果圖
⑵ 索塔及基礎(chǔ)
索塔采用門式框架結(jié)構(gòu),塔柱為單箱單室箱形截面,橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),上橫梁高10m,寬為7.5m,壁厚0.9m;下橫梁高10m,寬9 m,壁厚1.0m。東塔(鎮(zhèn)寧岸)高185.788m,西塔(勝境關(guān)岸)高201.316m。東、西索塔基礎(chǔ)均采用32根直徑2.5m的群樁。其中,東塔樁基每樁根長60m;西塔樁基左側(cè)平均樁長31m,右側(cè)平均樁長41m。樁基均采用人工挖孔施工。東、西索塔塔柱均采用液壓爬模施工,混凝土澆筑節(jié)段分別為4.5m與4.95m,橫梁與塔柱采取異步施工法(圖4)
圖4 索塔施工
?、?纜索系統(tǒng)
全橋共兩根主纜,主纜矢跨比為1/10.3,橫向間距28.0m。主纜由預(yù)制高強(qiáng)度鍍鋅平行鋼絲索股(PPWS)組成,每根索股為91根ф5.2mm 鋼絲。中跨主纜索股為208股,邊跨主纜索股為216股。主纜直徑:邊跨為810mm,中跨為795mm。單根通長索股長1727.497m,重26.2t。
吊索上端采用騎跨索夾形式,下端與加勁梁為銷鉸連接。吊索間距為10.8m,全橋加勁梁共99×2=198處吊點(diǎn),每吊點(diǎn)為2根吊索。
為抵抗地震、汽車制動力和風(fēng)荷載等引起的縱橋向的位移,在跨中設(shè)置3對柔性中央扣。
⑷ 鋼桁加勁梁
鋼桁梁加勁桁梁寬28.0m,高10.0m,節(jié)間長度10.8m(圖5),主體結(jié)構(gòu)采用低合金結(jié)構(gòu)鋼。加勁梁采用正交異性鋼橋面板,板厚16mm,由8個縱梁支承在加勁桁架的上橫梁上,縱梁為倒T形。緊急停車帶板厚14mm,檢修道橋面板厚8mm。
圖5 鋼桁加勁梁效果圖
3.關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新
?、?nbsp;國內(nèi)最大跨徑主跨1088m鋼桁梁,單跨簡支結(jié)構(gòu)懸索橋,鋼桁梁橋采用正交異性鋼橋面板為國內(nèi)首次。
?、?nbsp;喀斯特地區(qū)采用大型隧道錨,國內(nèi)首次采用:鉆孔間電磁波CT技術(shù)以查清基礎(chǔ)巖溶發(fā)育情況;針對隧道錨的受力特點(diǎn),在隧道錨的原位沿散索中心進(jìn)行了斜硐勘察,斜硐進(jìn)尺最大86m;進(jìn)行了隧道錨兩組1/20和1/30的現(xiàn)場縮尺模型試驗(yàn),推斷隧道錨的圍巖參數(shù)指標(biāo)和總體安全度。
?、?nbsp;西岸隧道錨隧洞總長74.34m,軸線傾角45°,后錨室左、右隧洞最小間距7m,規(guī)模為世界第一。
?、?nbsp;鋼桁梁擬采用橋面吊機(jī)安裝,從索塔向跨中進(jìn)行桁片架設(shè),特點(diǎn)是“化整為零,集零為整”。為減小施工中鋼桁梁的應(yīng)力,設(shè)計采用了帶鉸逐次剛結(jié)法安裝上部結(jié)構(gòu)。懸索橋采用結(jié)合橋面軌道運(yùn)輸平車和橋面全回轉(zhuǎn)橋面吊機(jī)的施工架設(shè)方案為國內(nèi)首次。
?、?nbsp;主塔采用機(jī)制砂C50高標(biāo)號混凝土,混凝土的輸送高度近200m,為目前國內(nèi)機(jī)制砂混凝土的最高輸送高度,為此進(jìn)行了專門的試驗(yàn)研究。
⑹ 國內(nèi)率先提出對山區(qū)大峽谷風(fēng)場的“狹管效應(yīng)”進(jìn)行橋位風(fēng)參數(shù)研究;
?、?nbsp;為提高橋梁顫振穩(wěn)定性,在下檢修道位置設(shè)置了氣動翼板抗風(fēng)措施,該抗風(fēng)措施為世界上首次運(yùn)用。
?、?nbsp;對比研究了阻尼器和中央扣的兩種縱向約束系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),通過對結(jié)構(gòu)受力、經(jīng)濟(jì)合理性和方便檢修等方面的綜合比較,國內(nèi)首次在懸索橋上采用柔性中央扣作為本橋的縱向約束系統(tǒng)。
五、有關(guān)資料
?、?nbsp;建設(shè)單位:貴州高速公路開發(fā)總公司
?、?nbsp;設(shè)計單位:中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司
⑶ 施工單位:貴州省橋梁工程總公司、中港第二航務(wù)工程局
⑷ 混凝土用量250000 m3
?、?nbsp;鋼材用量65000t
⑹ 造價13.2億