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廣東崖門大橋
2015-06-25 
 
   1概況

   崖門大橋位于廣東省新會市崖南鎮(zhèn),跨越崖門水道,全長1696m,其中橋梁長1296.04m,主橋主跨采用338m雙塔單索面混凝土斜拉橋(圖1)。

   圖1 崖門大橋全景

   橋位地段為河谷地貌,河床深切,河漫灘窄,水流較急,河床底標高為-0.69~ -22.0m,覆蓋層為淤泥質亞粘土,基巖為粗細?;◢弾r。

   崖門是珠江流域八大入??谥唬Q髣恿Φ某毕安ɡ藢?诘挠绊戇h大于河流動力的影響,屬不正規(guī)混合半日周潮,平均潮差1.24m,最大潮差2.95m,最大平均流速V=1.465m/s。橋址區(qū)位于北回歸線以南,屬南亞熱帶季風海洋性氣候,年平均氣溫21℃,年雨量1730mm。

   大橋為雙向四車道高速公路,設計速度120km/h;通航底寬≥300m,頂寬≥220m;通航凈高48m;設計基準風速53.8m/s;主墩防撞標準:按10000t級船舶考慮。

   2 主橋結構

   主橋采用雙塔單索面,墩、塔、梁固結的混凝土斜拉橋。 主橋跨徑為50m+115m+338m+115m+50m=668m(圖2)。主梁為混凝土。主墩采用雙柔性墩,橋面以上塔柱高73.5m,為單箱斷面,每側的單根斜拉索直接錨固于塔壁中心處,拉索錨固區(qū)采用粗鋼筋加勁。

   圖2主橋橋型布置(單位:cm)

  ?。?)主墩基礎

   主墩樁基為Φ3.00m大直徑鉆孔灌注樁,每墩樁基數量為18 根,呈梅花型布置;主墩承臺橫向30.55m,縱向21.8m、高6.5m(圖3)。施工采用大型套箱,在常水位以上安裝套箱模板,待安裝好底板及底層鋼筋與整體下放套箱,用導管灌注封底混凝土厚1.5m,總混凝土為1000m3(圖4)。待封底層達到強度后,抽干套箱內水,分三次澆注承臺混凝土。

   圖3 主墩基礎

   圖4 基礎施工

   (2)索塔

   索塔為空心直塔, 橋面以上索塔高77m。其中標高+67.086m以下12m為雙向變截面結構;+67.086m以上65m為等截面。每塔每側設25對斜拉索,索塔采用C60混凝土,每塔1327m3。索塔拉索錨固區(qū)設置環(huán)向預應力(圖5)。

   圖5 索塔

   圖 6索塔施工

   塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工(圖 6),有索區(qū)安裝勁性骨架固定錨管與環(huán)向預應力鋼筋,孔道采用真空輔助壓漿工藝。在主塔施工至2/3塔高時,由于主塔振動特性相對不利,采用了TMD技術,對橋塔進行抑振,取得了明顯的減振效果。

  ?。?)拉索

   在單塔每一斷面中有4根斜拉索,主橋斜拉索共200根,兩端采用張拉端型錨具。在張拉過程中,采用主塔端張拉,主梁端錨固。為PES7-109~PES7-199規(guī)格的PE、PU雙層防護半平行熱鍍鋅拉索,最長的索重為11.79t,長度為176.80m。

   箱梁掛籃施工和施工控制

   主梁為倒梯形的單箱五室混凝土箱梁,梁高3.48m,箱寬26.8m。每個索間節(jié)段長6m,單索面橋面縱向索間距2m,全橋共有100個標準節(jié)段,主梁標準段懸澆長度為6米,混凝土為106.3m3,重約270t(圖7)。除0#塊及邊墩現澆段采用支架現澆外,其余節(jié)段均采用牽索掛籃全斷面一次澆注施工,分別在邊跨和中跨合龍(圖 8)。

   圖7 主梁標準橫斷面

   圖8 箱梁施工

   大橋主梁邊跨與中跨均能做到高精度合龍,合攏精度在±3mm以內,合龍?zhí)帢烁咂羁刂圃?plusmn;20mm范圍內,完全達到設計要求,中跨合龍后主梁各應力測量斷面的壓應力值均控制在12.5MPa以內,主梁結構安全。

   3 主要技術特點和創(chuàng)新點

  ?。?)主跨338m在塔墩梁固結單索面斜拉橋中居亞洲第一,世界第二。該橋型方案是在同時滿足通航、抗風、美觀和經濟性要求,并適應當地環(huán)境條件下的最佳選擇。

   (2)首創(chuàng)沿海地區(qū)樁基施工海水造漿技術,大橋處于海水區(qū)域,以往在內河常用的普通方法無法造出海水泥漿,而國外用于石油鉆井的造漿材料價格昂貴。自主研制出了性能穩(wěn)定的海水泥漿,并設計了渦流泥漿處理罐,替代進口產品。解決了海洋橋梁樁基施工的一個重要難題。

  ?。?)首創(chuàng)基于二次調索基礎上的綜合調索設計技術 ,克服了傳統的確定斜拉橋合理受力狀態(tài)方法的局限性,全面考慮梁、塔、墩和斜拉索的受力,綜合了一系列方法,并主動在箱梁施工階段將索力分兩次張拉到位。使梁和索的應力更均勻合理,確保結構安全,并降低造價。在一套完善的監(jiān)控技術的配合下,第二次調索工作一舉成功,避免了以往斜拉橋施工中被迫多次調整索力的現象,爭取了工期。

   (4)首創(chuàng)單索面斜拉橋牽索掛籃,自行開發(fā)了單索面牽索掛籃,該掛籃前支點由斜拉索牽引,在現澆過程中,可多次調整索力和標高,為控制主梁線形提供了極大的便利。同時還具有減少澆注過程中箱梁的內力、減少用鋼量、節(jié)約資金等優(yōu)點,為國內外首創(chuàng)。

   (5)主塔施工抗風振技術,大橋處在臺風多發(fā)區(qū),橋位處還存在峽谷風效應,大風不斷,常年超過8級風的時間達100天以上,大風造成橋塔的抖振嚴重影響了施工安全。成功研制了安裝在橋塔頂部的TMD質量調諧阻尼器, 該設備加工簡單,使用方便,減振倍率最高達53.4%,達到國際先進水平。

   崖門大橋獲第六屆詹天佑土木工程大獎,《崖門大橋單索面牽索掛籃》項目獲國家實用新型專利。

   4 相關資料

   橋  名:崖門大橋

   橋  型:雙塔單索面混凝土斜拉橋

   跨  徑:338m

   橋  址:廣東省新會市

   設計單位:廣東省公路勘察設計院

   施工單位:廣東冠粵路橋有限公司、廣東省長大公路工程有限公司

   混凝土用量:68 333.0m3

   鋼材用量:13 376.8t

   造  價:3.60億元

   建成日期:2002年4月20日

   
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