1.概況
舟山群島古稱(chēng)“海中洲”(圖1)。從唐代始,舟山的海上貿(mào)易日趨繁榮,歷史上曾一度成為重要的外貿(mào)商埠和海上“絲綢之路”的重要通道。
圖1 舟山群島古稱(chēng)“海中洲”
舟山雖以海島為特色,卻也常受水運(yùn)交通的限制,各個(gè)島嶼之間的海面并不平靜,每年的臺(tái)風(fēng)季節(jié),海上掀起巨浪,常常使交通運(yùn)輸中斷,而且舟山多霧,船舶在霧天無(wú)法正常航行。長(zhǎng)久以來(lái),舟山的交通主要依靠輪渡,物流難以暢通,交通成為舟山發(fā)展的瓶頸。
構(gòu)筑一條能全天候通往大陸的通道,結(jié)束孤懸海上、舟楫相渡的日子。決定建造跨海大橋,線路從舟山本島329國(guó)道鴨蛋山環(huán)島出發(fā),由岑港大橋、響礁門(mén)大橋、桃夭門(mén)大橋、西堠門(mén)大橋、金塘大橋五座大橋組成,將飛跨里釣、富翅、冊(cè)子、金塘四島,終于鎮(zhèn)海,與沿海北線高速公路相連接。其中,岑港大橋連接本島和里釣島,響礁門(mén)大橋連接里釣島和富翅島,桃夭門(mén)大橋連接富翅島和冊(cè)子島,西堠門(mén)大橋連接冊(cè)子島和金塘島,金塘大橋連接金塘島和寧波大陸,全長(zhǎng)約50km,其中橋長(zhǎng)約25km 。這是一個(gè)總投資111.5億元的重大工程。 五橋位置見(jiàn)圖2。
圖2 地理位置
舟山群島地區(qū)屬東亞季風(fēng)氣候區(qū),風(fēng)環(huán)境惡劣,冬季盛行西北季風(fēng),夏秋季臺(tái)風(fēng)頻繁。極大風(fēng)速大于40m/s。不同重現(xiàn)期最大風(fēng)速見(jiàn)表1:
該項(xiàng)目分為一期和二期二個(gè)階段實(shí)施。一期工程包括岑港大橋、響礁門(mén)大橋、桃夭門(mén)大橋和其間的接線公路。于1999年底動(dòng)工建設(shè),至2004年底主體工程建成,2006年1月1日通車(chē)。二期工程包括西堠大橋、金塘大橋和其間的接線公路,于2004年5月開(kāi)工建設(shè),預(yù)計(jì)分別在2008年12月、2009年12月建成通車(chē)。
(1)鴨岑段接線工程:
鴨岑段接線公路是連島工程本島的起點(diǎn)段接線工程,全長(zhǎng)10.85Km(圖3)。該段工程經(jīng)雙橋主線收費(fèi)站后,路基分左右幅,通過(guò)炮臺(tái)嶺雙向隧道后合攏,終點(diǎn)與岑港大橋相接。
圖3鴨岑段接線公路實(shí)景
?。?)岑港大橋---連島工程的第
一座跨海大橋(圖4)。岑港大橋跨越岑港水道,連接岑港和里釣島。全橋長(zhǎng)為793m,橋面寬22.5m,雙向四車(chē)道, 通航等級(jí)為300噸級(jí),通航凈高17.5m,通航凈寬2×40m,主橋?yàn)?跨50m的先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。
圖4岑港大橋全景
?。?)響礁門(mén)大橋---連島工程的第二座跨海大橋(圖5)。響礁門(mén)大橋跨越響礁門(mén)水道,連接里釣島和富翅島。全長(zhǎng)951m,橋面寬22.5m,雙向四車(chē)道,通航等級(jí)為500噸級(jí),通航凈高21m,通航凈寬135m,主橋?yàn)?0m+150m+80m的大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,引橋?yàn)橄群?jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。
圖5 響礁門(mén)大橋全景
下文分別介紹桃夭門(mén)大橋、西堠大橋、金塘大橋。
2桃夭門(mén)大橋
桃夭門(mén)大橋是舟山大陸連島工程中的第三座跨海特大橋,連接富翅島與冊(cè)子島。該橋?yàn)樾崩瓨颍L(zhǎng)888m(圖6)。
圖6 桃夭門(mén)大橋全景
該橋跨越水深流急的桃夭門(mén)水道,水面寬約564m,最大水深為62m,一年中潮流流速為2.09~4.15 m/s。橋位區(qū)為基巖直接裸露區(qū),基巖為噴出巖類(lèi),屬硬質(zhì)巖。
桃夭門(mén)大橋設(shè)四車(chē)道,設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60km/h;橋位區(qū)20m高處百年一遇10min平均最大風(fēng)速為55m/s;地震基本烈度6度;通航凈高32m,凈寬不小于280m。
(1)橋型結(jié)構(gòu)
該橋?yàn)橹骺?80m雙塔雙索面半漂浮體系七跨連續(xù)混合式斜拉橋,橋跨布置為48m+48m+50m+580m+50m+48m+48 m(圖7),采用半漂浮體系。邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,下設(shè)兩輔助墩,中跨為鋼箱梁。
圖7 橋型布置圖
(2)索塔與基礎(chǔ)
采用挖孔樁基礎(chǔ),設(shè)12根直徑2.2m的挖孔樁,平均樁長(zhǎng)為15.61m,嵌入微風(fēng)化霏細(xì)斑巖的深度為3.3m。承臺(tái)尺寸為24m×13m×5m (圖8)。
圖8 索塔基礎(chǔ)
索塔采用鉆石形塔,為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),高150.980m,設(shè)置兩道橫梁。橋面以上塔的高跨比為0.21(圖9)。塔的斜拉索錨固區(qū)采用環(huán)向預(yù)應(yīng)力,進(jìn)行了1:1的足尺模型試驗(yàn)驗(yàn)證。
塔柱采用爬升模板連續(xù)施工,每段高4.5m。下塔柱施工時(shí)加設(shè)了水平拉桿,中、上塔柱設(shè)置了8道水平橫撐(圖10)。環(huán)向預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿工藝灌漿。
圖9 索塔
圖10 索塔上塔柱施工
?。?)主梁
1)主梁采用混合梁,邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,中跨為鋼箱梁,梁高均為2.8m,外輪廓一致。主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見(jiàn)圖11。
圖11箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
2)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采用單箱四室斷面,設(shè)3道縱腹板,板厚為50cm,頂板厚為37cm、底板厚為30cm;橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距為6m,標(biāo)準(zhǔn)厚度為40cm。
3)鋼箱梁為Q345D鋼材全焊扁平流線形結(jié)構(gòu),全橋共45個(gè)梁段,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)13m;鋼箱梁板件尺寸為頂板厚14 mm、邊縱腹板厚25mm、下斜底板和底板厚12~16mm,橫隔板間距3250mm,板厚8、10mm,絕大部分梁段采用無(wú)縱肋斷面,僅在鄰近鋼—砼接合段的2×3個(gè)(長(zhǎng)度為28700mm)梁段設(shè)置了縱隔板,以利于應(yīng)力擴(kuò)散。鋼箱梁進(jìn)行了節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn),滿足抗風(fēng)穩(wěn)定性要求。
4)鋼—砼接合段(圖12)設(shè)置于中跨距塔中心線16.7m處,該處為恒載彎矩零點(diǎn)。鋼—砼接合段采用變高度π型加勁及厚度80mm的鋼板傳遞強(qiáng)大的軸力,實(shí)現(xiàn)剛?cè)徇^(guò)渡;采用聚丙烯纖維混凝土以提高其抗裂性及延性。鋼—砼接合段進(jìn)行了1:2的模型試驗(yàn)。
圖12 鋼—砼接合段構(gòu)造
5)斜拉索在梁端采用銷(xiāo)鉸型式(圖13、14)錨固, 銷(xiāo)鉸自由轉(zhuǎn)動(dòng)能夠有效地降低斜拉索的二次應(yīng)力、抑制斜拉索振動(dòng)。銷(xiāo)鉸錨固構(gòu)造進(jìn)行了1:1.5的模型試驗(yàn)。
圖13 斜拉索銷(xiāo)鉸錨固構(gòu)造
圖14 斜拉索銷(xiāo)鉸錨固構(gòu)造實(shí)景
(4)斜拉索
每一扇面由21對(duì)斜拉索組成,共168根,其中最大斜拉索鋼絲根數(shù)241絲(Φ7),長(zhǎng)298m、重20.3t,全橋共用高強(qiáng)鍍鋅鋼絲1146t。斜拉索外裹高密度PE防護(hù)材料,其上帶有同材質(zhì)熱擠雙螺旋線,連同塔端阻尼橡膠減振圈及梁上粘滯式阻尼器,有效地抑制了斜拉索風(fēng)雨振等多種振動(dòng)。
(5) 主梁施工及控制
邊跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁充分利用地形,采用滿堂支架逐跨現(xiàn)澆。鋼箱梁采用橋面吊機(jī)安裝(圖15)。
圖15 橋面吊機(jī)吊裝鋼箱梁
鋼箱梁架設(shè)以斜拉索力、橋面標(biāo)高和鋼箱梁環(huán)縫寬度三大指標(biāo)協(xié)調(diào)控制,按照“前移吊機(jī)→第一次張拉斜拉索→吊裝鋼箱梁→第二次張拉斜拉索→鋼箱梁環(huán)縫焊接”的流程施工,如此循環(huán)直至跨中合龍段,未進(jìn)行重復(fù)索力調(diào)整??缰泻淆埗伍L(zhǎng)12m,采用兩臺(tái)橋面吊機(jī)抬吊合龍,合龍未進(jìn)行水箱壓重調(diào)整。最終合龍時(shí)線形平順,各項(xiàng)誤差均在測(cè)量誤差范圍內(nèi)。斜拉索力及梁體應(yīng)力與設(shè)計(jì)值良好吻合。
(6) 主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
1)在我國(guó)首次將鋼—混凝土接合段伸入中跨(16.7m),以降低施工難度及工程造價(jià)。
2)中跨鋼箱梁采用無(wú)縱肋斷面,并且提高了梁內(nèi)的通風(fēng)性能。
3)斜拉索梁端錨固在國(guó)內(nèi)首次采用銷(xiāo)鉸型式。
4)首次在鋼箱梁段風(fēng)嘴部分采用可開(kāi)啟的硬聚氯乙烯塑料板,以減輕重量、便于檢修維護(hù)。
5)跨中合龍采用無(wú)壓重方式。
(7)有關(guān)資料
橋 名: 桃夭門(mén)大橋
橋 型: 雙塔雙索面七跨連續(xù)混合式斜拉橋
跨 徑: 主跨580m
橋 址: 浙江舟山群島
設(shè)計(jì)單位:中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 混凝土用量:34262 m3
施工單位:上海建工(集團(tuán))總公司 鋼材用量:11666.2t
中交集團(tuán)第二航務(wù)工程局有限公司 造價(jià):2.94億元
中鐵寶橋股份有限公司 建成日期:2003年12月