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重庆忠县长江大桥
2015-06-08 
 
   1 概况

   忠县长江大桥位于忠县城上游8km,主桥主跨采用460m混凝土斜拉桥(图1)。

   图1 忠县长江大桥效果

   桥位处江面宽约1130m,水深17m,深泓线偏忠县岸,平均流速2m/s。覆盖层3~5.3m,基岩为细砂岩。桥位区属亚热带东南季风山区气候,年平均降雨量1192.9mm。

   大桥为四车道高速公路标准,设计速度80Km/h;桥面宽度24.5m;设计基准风速25.0m/s;地震烈度按基本烈度Ⅵ度设计,按Ⅶ度设防;通航净高18m,单孔双向航宽不小于370m,单孔单向通航不小于185m。

   2 主桥结构

   大桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,桥跨布置为205m+460m+205m=870m(图2),采用全漂浮体系。为保证正常运营状态下,过渡墩的支座不出现上拔力,在边跨进行压重。

   图2 桥型布置

   (1)索塔基础

   南主墩河床覆盖层薄,平整度较好,基础采用双壁钢围堰、承台、钻孔桩复合基础(图3、图4);北主墩河床覆盖层厚,基础采用双壁有底钢吊箱围堰、承台、钻孔桩复合基础。钢围堰及有底钢吊箱外径均为36m,内径33m,壁厚1.5m。内设置19根φ3.0m钻孔桩,南主墩桩长37m,北主墩桩长44.5m。封底混凝土厚:南主墩9.5m,北主墩7m,承台高6m。南、北索塔基础封底和承台共浇筑混凝土20702m3。

   图3  主塔基础

   图4  南主墩双壁钢围堰基础施工

   (2)墩身

   墩身截面采用钢筋混凝土八室箱形结构,塔墩顺桥向宽17m,横桥向宽29m(图5)。顺桥向两侧外壁厚100cm,内壁厚60cm。横桥向两侧设分水尖。墩底、顶各设200cm及450cm厚的实体段。内腔尺寸均7.2×5.5m。南主墩墩高45m,北主墩墩高47.5m。采用C40混凝土,南、北主墩墩身混凝土数量19337.9m3。

   图5  索塔墩身

   (3)索塔

   索塔塔柱为H形钢筋混凝土空心结构,塔柱高200m(图6),桥面以上塔高跨比0.2620。索塔上塔柱锚索区为7.0m×4.5m分离矩形断面,中、下塔柱为(7.0~12m)×(4.5m~8.0m)的分离矩形断面。每个索塔设两道横梁,下横梁为9×6m箱型断面,上横梁为6.8×5m箱型断面。索塔横桥向宽度在墩顶为25m,下横梁转折处为36.8m。南、北索塔混凝土26129m3。

   上塔柱为拉索锚固区,采用环向预应力,并对水平力最大的节段进行了1:1的足尺模型试验验证。塔柱采用液压爬模施工工艺,每段施工高度4.0m。在下、中塔柱施工过程中为克服塔肢倾覆力分别设置了3道水平拉索及3道水平撑杆(图7)。预应力孔道采用真空辅助压浆工艺。上、下横梁采用八字撑钢管桩悬空支架,突破了大多数桥横梁采用落地支架技术,节约成本和工期。

   图6  索塔结构

   图7  索塔中塔塔柱施工

   (4)主梁

    图8  主梁标准梁段截面

   主梁为整体开口梁板式断面(图8),梁高(中心线处)2.965m,标准截面纵向每隔8m设置一道横隔板。主梁为双向预应力,断面为∏型断面,标准节段长8m,肋板宽为1.8m。由于塔下梁段承受较大轴力,肋板宽加宽至2.4m。为满足边跨压重要求,加厚边跨断面的肋板,其中有5个节段的肋板加厚至3.9m,7个节段的肋板加厚至5m,最边上两个节段采用实心板梁。主梁采用C55混凝土,部分采用C60混凝土。主梁设置了施工预应力束和后期预应力束,后期预应力束分边跨后期束和中跨后期束。

   图8  主梁标准梁段截面

   (5)斜拉索

   斜拉索采用双向扇形布置平行钢丝体系,每塔单面为29对斜拉索,一根吊索(0#),全桥共230根斜拉索,最重一根索重19.9t,全桥共用高强镀锌钢丝2468.12t,拉索外裹高密度PE防腐材料,共122.26t。斜拉索在梁上标准间距为8m,在塔上的锚固间距为1.75m~5m。为减小由于斜拉索共振引起的疲劳应力幅值,斜拉索的减振采用磁流变阻器与减振橡胶块工作作用的方式,为保护斜拉索免遭雷电袭击,在29号斜拉索上设置避雷带,斜拉索塔柱上的锚垫板采用铜线与避雷接地线电气相连。

   (6)主梁施工

   主梁采用前支点挂篮施工工艺,在主梁0#块施工完成后,安装挂篮吊装支架,吊装挂篮。利用前支点挂篮承重平台施工主梁1#段,挂篮主纵梁下设钢管桩支撑,前端利用2#索锁定,施工完1#段后进行体系转换,从2#段开始按正常前支点挂篮悬浇施工。

   3. 大桥主要特点和创新点

   (1) 主梁边跨压重采用逐步加宽肋板压重,没有采用常规的平衡箱压重。

   (2) 主梁的临时固结支座采用钢板将其分开为主梁和主塔部分,这两部分通过体外预应力束和沙漏支座将它们联成一个整体,在主跨合龙时只要迅速卸掉体外预应力束和沙漏支座就可以实现主梁纵向约束解除。

   (3)主跨合龙后调整最后几对斜拉索索力,以减少中跨合龙时临时预压重,减少合龙难度。

   (4)钢围堰和钢吊箱的首节入水采用在浮式平台拼装好后,托运就位后整体吊起,然后退出浮式平台首节沉入水中,减少岸上拼装下水和托运就位施工工序,为施工工期赢得时间。

   (5)钢围堰和钢吊箱的封底施工均采用两次封底,钢围堰采用两次封底可以有效地防止封底混凝土的泄露;钢吊箱采用两次封底,第一次封底可以将吊箱水与江中水完全隔开,第二次浇注的封底混凝土可以充分利用水的浮力,用吊箱内抽水置换混凝土重量的办法减少吊杆受力,降低了封底施工难度。由于采用两次封底降低围堰施工关键步骤的技术难度,所以整个大桥深水基础施工非常顺利。

   4.有关资料

   桥  名:忠县长江大桥

   桥  型:双塔双索面PC斜拉桥

   跨  径:460m

   桥  址:重庆市忠县

   建设单位:重庆市高速公路发展公司垫利分公司

   设计单位:重庆交通科研设计院

   施工单位:中交第二航务工程局有限公司、中铁第一工程局有限公司

   混凝土用量:11万m3

   钢材用量:2.4万吨

   造  价:6.5亿

   建成日期:2008年

   
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