1.概况
重庆嘉陵江黄花园大桥是重庆市中环干道的关键工程,下游距两江交汇的朝天门约2.5km,上游距牛角沱大桥2.7km,全桥总长1218m。主桥上部为五跨预应力混凝土连续刚构。
图1 黄花园大桥全景
黄花园大桥位于嘉陵江下游末端,高水位时江面宽达800—1000m,每年7—9月份为洪水期,最大流速5.0m/s。覆盖层较薄,仅3—5m,主要为砂卵石层,其下为完整性较好的基岩,以紫红色粉砂质泥岩、泥质砂岩为主。重庆年平均气温18.40C,平均降雨量1087.3mm,受洪水影响严重。一般冲刷和局部软岩冲刷均各按5m考虑。
黄花园大桥为城市双向6车道特大型桥梁,设计车速60km/h,设计荷载为汽车—超20级,验算荷载挂—300t,人群3.5kN/㎡。最大风速27m/s。船舶撞击力顺水流向3000kN,横水流向1500kN。地震基本烈度为6,桥下通航净空120×20m,要求桥下设三下通配孔。
2.主桥结构
黄花园大桥主桥全长1024m,五跨预应力混凝土连续刚构桥,跨径组合137m+3×250m+137m,桥面宽31m,分双幅各15m(图2)。单幅桥在四个主敦上按“T”构各分为29个梁段,采用后支点挂蓝施工,梁段最大重量286t。
图2 主桥整体布置图(单位:m)
(1)主墩基础
岸边基础采用桩径2.2m的挖孔桩,桩长17m,桩尖进入微风化基岩;中间采用混凝土扩大基础,17.4m×9m×4.5m,枯水期施工(图3)。
图3下部结构图(单位:cm)
(2)主墩墩身
为4片薄壁柔形空心矩形墩,高43~57m,中间设一横向联结板,单壁间净间距7m,横桥向宽7m,顺桥向厚2.5m,采用翻模法施工(见图4)。墩身通航水位以下及墩顶2m范围均做成实心墩。
图4 主墩墩身施工
(3)0#梁段
0#梁段位于墩顶上,顺桥向长16m,横桥向底宽7m,顶宽15m,高13.8m,箱室内有四道横隔墙,三向预应力混凝土结构,分四次浇注(图5)。
图5 0#梁段结构图(单位:m)
(4)箱梁结构
每幅箱梁为单箱单室断面,桥面宽15m,底宽7m,顶面有1.5%的横坡,梁高由13.8m—4.3m,接半立方抛物线变化。梁顶板厚0.5m—0.15m,底板厚1.5m—0.28m,按半立方和二次抛物线变化,腹板厚1.0m—0.4m,采用菱形后支点挂篮施工(图6)。
箱梁采用C50混凝土和三向预应力。
图6 挂篮悬浇施工(单位:m)
3.主要技术特点和创新点
(1)根据地质特点,主墩基础采用挖孔桩和扩大基础的形式,减少了施工难度,节约了工程成本。
(2)本桥设计中根据不同内力,对边、中墩实行不同配筋(即等强度配筋),特别是对边主墩墩顶内力较大部位实行特殊配筋,这样在保证安全的前提下较“控制配筋”墩身和基础共节省钢材约703t;另外对同一主墩的不同高度分别采用实心或空心断面,以减少抗推刚度;在两薄壁墩间增设铰接横系梁,以增强柔性墩的抗撞能力。
(3)0号块设柔性横隔板,这不但节省工程量约70%,还减少了0号块发生裂缝的风险。
(4)本桥加长了边跨梁端底板及腹板增厚段的范围,并提前起弯底板钢束,以克服梁端较大的剪力和主应力,避免类似桥梁在该部位出现裂缝的情况。
设计时将腹板主拉应力控制在0.5RI以内,并尽量减少在长期荷载作用下箱梁上、下缘压应力的差值。
(5)采用菱形后支点挂篮悬绕,利用桥梁结构本身的竖向预应力锚固,全液压推进。
(6)为了减小降温及混凝土收缩徐变对箱梁和薄壁墩的不利影响,中跨合拢时,在悬臂梁端采取了对顶措施。
(7)主桥南边跨与黄花园立交两匝道桥衔接,为了确保箱梁的抗扭刚度和超长翼缘板(悬臂最长11.22m)的强度和刚度,采用四道横隔板将两幅箱梁在与匝道桥衔接部位连成整体,并加以横向预应力。该处桥面还设计了专门的纵向变形缝,使主桥与匝道桥受力和变形互不影响。
(8)黄花园大桥景观效果十分重要。采用镶有十二生肖铸铁饰花的欧式组合钢栏杆,人行道采用高级彩色地砖,桥面、人行道及桥体采用分级照明,使黄花园大桥真正成为了重庆市又一精品工程和靓丽风景线。
黄花园大桥曾获2002年建设部市政工程金杯奖和全国环保百家示范工程奖。
4.有关资料
桥名:重庆黄花园嘉陵江大桥
桥型:预应力混凝土连续刚构
跨:137+3×250+137m
设计单位:中交公路规划设计院有限公司
施工单位:交通部二航局二公司及贵州省桥梁公司
混凝土用量:60965m3、主桥47600m3。
钢材用量:11702t、主桥4732t。
造 价:4.12亿元、主桥1.8亿元。
建成日期:1999年12月26日。