1.概况
嘉华大桥跨越嘉陵江,是联系重庆市南北主发展轴上的主要纽带。道路等级为城市快速路,设计车速80km/h,设计荷载为公路-I级。航道标准为三级航道,通航净空高度10m,主通航孔净宽180m。
图1 重庆嘉华嘉陵江大桥全景
2.主桥结构
嘉华大桥为三跨预应力混凝土连续刚构桥,桥长528m,主跨252m,边跨138m,对称布置。双向八车道,第侧1m人行道。
图2 主桥
(1)基础
主墩基础采用24根直径2.5m的挖孔桩基,上下行主墩承台形成整体,承台厚6.5m。南侧边墩基础采用12根直径1.8m的挖孔桩基,上下行承台分离,承台厚3.0m。设计弱风化基岩为以持力层。承台埋入河床以下。基础采用土石围堰施工。
(2)下部结构
主桥桥墩采用薄壁箱型单墩,在全国同类桥梁中罕见。主墩采用C55混凝土。顺桥向宽度7.0m,横桥向(不包括分水尖)宽9.8m,壁厚分别为80cm和100cm。上下游设分水尖。墩身内设隔板,墩底设圆弧倒角。边墩采用C40混凝土,边墩墩身形式与主墩相同,为单薄壁墩,顺桥向宽度3.5m,横桥向(不包括分水尖)宽9.8m,壁厚分别为50cm和60cm。墩身内设隔板。桥墩采用翻模法进行施工。
图4 墩身施工
(3)上部结构
上部构造为变截面单箱单室,垂直腹板。单箱顶宽17.8m,底宽9.8m,翼缘板长4m,箱梁根部梁高15.5m,为主跨的1/16.3,跨中处梁高5m,为主跨的1/50,梁底按1.5次幂曲线变化。腹板变厚度100cm(支点)~45cm(跨中),主梁零号梁段各断面尺寸适当增大。底板变厚度110cm(支点)~32cm(跨中),顶板箱室内厚度30cm,悬臂端厚20cm,根部厚55cm。设支点横隔梁,0号段墩顶处横隔梁厚度为100cm,梁端横隔梁厚度为150cm。中跨跨中设横向隔板40cm。零号块长度12m,悬臂施工梁段划分为3m、3.5m和4m三种,合龙段长度2m。悬臂浇筑最大浇注重量350t。箱梁采用C55混凝土。箱梁顶面设2%单向横坡,腹板上设通气孔。
图5主墩断面(单位:mm)
箱梁采用三向预应力体系。预应力管道采用PE波纹管,真空压浆工艺。
图6 箱梁横断面(单位:cm)
0#块在横隔板及腹板处布置横、竖向预应力钢束。在中孔合拢段布置抗剪预应力钢筋,中间用连接器连接。为避免出现不可预测的下挠等现象,箱梁内预留体外预应力孔和锚垫块。
主梁采用对称挂篮悬臂浇筑法施工。
图7 墩身施工
3.该工程的关键技术与创新
(1) 主桥桥墩采用全国同类桥梁中罕见的薄壁箱型单墩,同时,桥墩两侧设分水尖(防撞及导流构造)与桥墩相结合成整体。
(2) 为努力克服国内同类桥存在的结构裂缝及梁体结构下挠问题,在设计理论、技术措施、施工方法上采用多种对策进行有效控制。
① 采用高性能混凝土,同时采用了混凝土的耐久性设计,对各类参数提出了科学系统的要求。施工时采用混凝土自动喷琳养护系统,确保混凝土的高品质性能。
② 为应对可能出现的不可预见的下挠等现象,箱梁内预留体外预应力系统。
③ 进行严格的建设管理、严密的施工监控,通过参数敏感分析技术、合理的预拱度设置、关键参数的识别修正、合龙前对顶措施等措施,确保成桥线形和内力状态符合设计要求。全桥合龙精度平均为4mm(上游6mm、下游2mm)。
④ 优化挂篮工艺,对挂篮的传力系统、锚固系统、行走系统作了多项改进,使施工临时荷载对永久性结构的影响降到最低。
(3) 优化施工组织设计及施工工艺
① 在水深3-5m,流速为2m/秒的江心处,采用土石围堰施工,采用钢筋笼超前阻流,克服堰体被冲刷及雍水对堰体造成的阻水侧压力影响;达到较为理想的止水效果,在同类基础施工中属成功典范。
② 承台采用了大体积混凝土一次性浇筑技术(h=6.5m,V=4500m3)、 “环宇大体积混凝土一线通”大体积混凝土内部测温系统及蓄温水混凝土的保温养护工艺,保证了大体积混凝土浇注质量。
③ 优化模板工艺,最大一次性悬臂浇筑重量达(322t),最大悬臂一次性浇筑高度达(模板高度14.80m)。
④ 施工采用斜拉式桁架施工栈桥工艺、高性能泵送混凝土技术、万能杆件支架系统(约60m高)等一系列关键技术。
4.有关资料
桥名:重庆嘉华嘉陵江大桥
桥型:预应力混凝土连续刚构
路径:138+252+138m
设计单位: 上海市政工程设计研究总院 重庆市设计院
施工单位: 中铁八局
砼用量: 约55200m3
钢材用量: 约9600t
正桥造价: 约1.9亿
完成日期: 2007年6月