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广州珠江黄埔大桥
2015-04-07 
   
   1 概况

   广州珠江黄埔大桥位于广州市东部,在广州菠萝庙船厂北侧跨越珠江至广州市番禺区化龙镇。南汊主航道主桥为主跨1108m悬索桥,全长7049m。北汊副航道桥主桥为主跨383m+197m独塔斜拉桥(图1)。
   南汊桥位处珠江江面约宽1400m,潮汐为不规则半日潮。涨潮最大潮差7.44m,落潮最大潮差2.93m。桥位处河道百年一遇设计水位为7.00m。一般水深不小于10m,平均最大流速0.76m/s,覆盖层厚20~28m,基岩为下古生界花岗混合岩。北汊菠萝庙水道江面宽300~500m,除邻近大濠洲岸有少量边滩外,基本为深水区,水深5~8m。

   桥址处属亚热带季风气候。年平均气温22℃,历史上自宝安登陆的台风达12级以上。设计基准风速38.4m/s。

   该桥为六车道高速公路(远期可维持八车道)特大桥,设计行车速度为100km/h;设计车辆荷载:汽车——超20级,挂车——120。通航标准:南汊桥为469m×60m,可满足5万t级海轮通航;北汊桥为净宽不小于280m,净高不小于55m。北汊桥船舶的撞击力顺水方向为18MN,横水流方向为9MN。地震基本烈度为7度。

   2南汊桥

   1)主桥结构

   南汊桥全长1748米,主跨是跨径为1108米的单跨钢箱梁悬索桥(图2),桥宽34.5m(不含布索区)。两边跨均为跨径62.5m的连续混凝土箱梁桥,南汊悬索桥主缆分跨为290m+1108m+350m=1748m(图2),中跨为悬吊结构。

   图2 桥型布置图

   (1)索塔基础

   索塔基础为每塔柱设置16根直径2.2m的钻孔灌注桩,桩端嵌入微风化基岩深度大于4.4m;索塔承台及系梁呈哑铃状,承台尺寸为19×19×6m,由8×28.412m的系梁将两承台连成整体,系梁与承台等高(图3)。承台采用钢板桩围堰施工(图 4)。



   图3 索塔

   图4 索塔承台施工

   (2)索塔

   索塔为钢筋混凝土结构,塔高190.476m,由上下两道横梁将两个塔柱联成一体,组成门式结构。上、下两道箱形断面横梁,采用仿古木榫结构,其两端头均设有突出段。上、下横梁断面尺寸均为5.5×11m,腹板及顶、底板厚度均为1m。上、下横梁皆为全预应力混凝土结构。每索塔混凝土总方量为25700立方。


   图5 施工中的下横梁支架

  图6 上横梁支架

   

   塔柱采用爬升模板逐段连续施工,每段高6m(图 6)。上、下横梁采用钢管支架现浇施工(图 5、图 6)。横向预应力,钢束孔道采用真空辅助压浆工艺。

   (3)锚碇及其基础

   本悬索桥锚碇为重力式,锚碇分为基础、锚体以及锚固系统三部分。基础为圆形钢筋混凝土实体重力式;锚体为空间受力结构,包括锚块、散索鞍支墩、底板、前锚室以及后锚室等(图7)。

   图7  锚碇结构

   锚碇基础支护采用圆形地连墙+内衬方案作为基坑开挖的支护结构。地连墙采用外径为73m、壁厚为1.2m的圆形钢筋混凝土结构。基坑分层取土,并同时分层施工内衬(图 8)。

   图8 锚碇基坑开挖施工

   锚体结构通过钢筋与锚碇基础顶板连接成整体,单个锚碇基础混凝土方量达103281m3,整个锚体结构混凝土方量达到53694 m3,钢筋用量1652t。锚块、散索鞍支墩顶部实心段及底板均为大体积混凝土结构,为减少温度应力,防止裂缝发生,除采用低水化热水泥和对骨料进行预冷外,锚块、散索鞍支墩顶部实心段采用分层浇筑,每层混凝土设置冷却水管降温(图11)。

   图9 施工中的锚体

   锚块内设有锚固系统,准确放样定位,以保证锚固系统的安装精度。锚固系统定位支架用钢量达到320t。

   锚碇锚固系统属于前锚式预应力钢绞线锚固系统,由索股锚固连接构造和预应力钢束锚固构造组成。索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接器组成。预应力钢束锚固构造由管道、预应力钢绞线及锚具、防腐油脂、锚头防护帽等组成,钢绞线采用环氧树脂钢绞线(图10)。

   图10 锚固系统预应力施工

   (3)主索鞍

   主索鞍鞍体采用铸焊混合结构,鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成。鞍体下设不锈钢板—聚四氟乙烯板滑动副,以适应顺桥向顶推索鞍。鞍体分为纵向两半,待两个单元件吊至塔顶后用高强螺栓连接。1/2主索鞍鞍体吊装重量约50t。散索鞍为转铰式,上部鞍体为铸焊混合结构,鞍槽为铸钢件,下部鞍体为钢板焊接件,鞍体吊重69t。索鞍安装采用钢结构悬臂门架+卷扬机滑车组吊装+横梁负重滑移的方式。

   (4)猫道和牵引系统

   猫道分上下游两幅,分别布设在主缆正下方。猫道由8根Φ56钢丝绳作为承重绳,其上敷设粗、细钢丝网、防滑木条、型钢横梁、栏杆及扶手绳。左右幅猫道之间设有横向通道,(中跨7条,两边跨各1条)。。牵引系统采用双线往复式牵引系统。(图 11)

   图 11 猫道

   (5)主缆及吊索

   主缆由五部分组成,由北往南依次为:北锚、北边跨、中跨、南边跨、南锚。成桥状态跨径290+1108+350(m),主缆垂跨比:北边跨1:149.070,中跨1:10,南边跨1:130.504。桥塔侧吊索距桥塔中心距离为16.40m,其余吊索水平间距为12.80m。

   主缆采用预制平行钢丝索股(PPWS)。每根主缆中,通长索股有147股,北边跨增设6根背索,南边跨增设2根背索(图12)。每根索股由127根直径为5.20mm、公称抗拉强度为1670MPa的高强度镀锌钢丝组成。主缆在索夹外的直径分别为:北边跨Φ805.4mm,中跨Φ789.4mm,南边跨Φ794.8mm。

   索股架设并调整完毕后接着进行主缆的紧缆施工。采用专用的缠丝机进行施工。主缆检修道在主缆缠丝及防护涂装工作完成后进行安装。主缆采用Φ4mm镀锌缠绕钢丝+涂装防护的方案进行防护。

   本桥中跨吊索索夹85对,2对无吊索索夹;北边跨无吊索索夹15对;南边跨无吊索索夹18对。本桥采用钢丝绳吊索,吊索与索夹为骑跨式连接;与钢箱梁为销铰式连接。吊索钢丝绳公称直径为Φ56mm,公称抗拉强度为1770MPa。

   图12 主缆

   (6)加劲钢箱梁

   加劲梁采用全焊接扁平钢箱梁(图13)。梁高(中心线处,内轮廓)3.5m,总宽度为41.69m。全桥共有87个梁段。标准梁段设计长度12.8m,最大吊装节段重230t。本桥在桥塔处设抗风支座、竖向支座及纵向阻尼器。

   图13 钢箱梁断面

   钢箱梁加工及安装采用工厂分节制造、分节运输、工地分节拼装、工地整体拼焊成型的方案。钢箱梁吊装采用新研制的卷扬机提升缆载吊机按设计图顺序执行。首先自中跨跨中节段开始,向南北塔对称逐梁段吊装直至合拢段前;其次自钢箱梁端段开始逐梁段顺序吊装直至合拢段前,最终吊装2个合拢段。

   2)主要技术特点

   (1)地连墙内径达70.6m,壁厚为1.2m,具有墙体深、厚度大、需嵌岩等技术特点,采用“铣接头”有效处理槽段接缝,并达到无止水帷幕、无坑外排水,缩短了工期,节约了大量成本。

   (2)锚碇基础及锚体结构多为大体积混凝土,在底板及填芯段采用无冷却水管工艺施工。

   (3)锚碇锚固系统预应力钢束采用环氧树脂钢绞线,采用表面喷涂防腐保护层及预应力管道内灌注防腐油脂的双重防腐体系。预应力钢束在桥梁运营期间可更换。

   (4)索塔采用门型索塔,高度达到190.476m。在上塔柱上部设有加劲雀替段。上横梁支架高度高达110m,属超高现浇支架,难度大,施工要求高。

   (5)猫道采用无抗风式三跨连续结构,施工方便;主缆采用单线往复式牵引系统架设,保证了质量,缩短了工期。

   (6)近塔无吊索区钢箱吊装采用增设临时吊索荡摆施工法,节省搭设临时钢管支架施工成本。

   3) 相关资料

   建设单位:广州市珠江黄埔大桥建设有限公司

   设计单位:中交公路规划设计院

   施工单位:广东省长大公路工程有限公司混凝土用量:232400m3

   钢材用量:29150t

   造  价:4.1亿元

   预计建成日期:2008年7月

   
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