1.概况
山东滨州黄河大桥是一座公铁两用桥,桥位于滨州北镇黄河大桥下游约3.3公里。
桥位处大堤之间距离约2.818公里,大桥铁路南岸接博小支线的小营车站,北岸与拟新建的滨州火车站相接,铁路全长19.153 km。大桥公路接线南岸与205国道相连,北岸与滨州市绕城公路南外环路相接,公路全长7.875 km(图1)。
图 1 滨州黄河大桥
桥位所在区域历史上曾是黄河泛滥地区,属黄河水系。主河槽宽约0.6 km 。本桥设计最高通航水位采用+15.89m,设计流量采用10000m3/s。桥址区覆盖层以第四系河流冲积相的粘土、粉质粘土、粉土及粉细砂为主。全年平均气温14.2℃。最高气温45℃。最低气温-25℃。桥位所在区域黄河受凌汛影响。
图2 正桥钢梁横断面布置
滨州黄河大桥是为公铁两用桥,铁路为单线,按国铁Ⅰ级设计,公路为双向四车道,速度60km/h;地震烈度:基本烈度6度,按7度设防;通航标准:内河Ⅳ- (2)级航道,净高8m,净宽50m。
2. 主桥结构
主桥上部结构采用120m+3×180m+120m五孔平弦连续钢桁梁,公路布置在上层,铁路布置在下层(图 2)。钢梁采用拼装式结构,主桁采用M27高强螺栓连接,其它构件采用M24高强螺栓连接,钢梁全长781.5m,桁高18m,桁宽11m,节间长10m。铁路桥面系采用纵横梁体系明桥面,50Kg标准轨,桁内线路两侧设置员工走道。上层公路桥面宽19m,系由纵梁横梁及托架组成,其上设置钢筋混凝土桥面板 。
主桁弦杆全部采用焊接的箱形截面,由于杆件内力变化较大,弦杆采用变高度的截面,普通弦杆截面高840mm,个别弦杆高1040~1240mm.杆件最大板厚为50mm。另外个别杆件内侧还焊有肋板。斜杆及竖杆采用箱形或H形截面,截面高度420~1040mm。主桁杆件及拼接材料采用的钢材为14MnNbq, 桥面系及联接系的材料为Q345qE,辅助结构材料为Q235qC。
主桥下部结构0~5号桥墩均采用钻孔桩基础方案。除主桥边墩基础采用Φ1.5m钻孔桩,桩长均为76m。其它墩基础采用Φ2.0m钻孔桩,桩长90m。0~5号桥墩墩身均采用圆端形,厚5m,横向墩宽11m。桥墩墩帽横桥向宽15.2m,顺桥向宽6.5m,厚3.2m。
3 主要施工方法
(1) 2号墩施工方法
2号墩施工时,利用20T浮吊从3号墩向2号墩搭设施工栈桥和2号墩钻孔工作平台,然后插打钢护筒,安装钻机进行钻孔桩施工。钢筋、混凝土等材料通过施工栈桥运至墩位,利用20T浮吊和配置在平台上的25t吊机配合进行下部结构施工。
钻孔桩施工完成后,清理施工平台,利用10T浮吊打设钢板桩钢围堰。利用吸泥机吸泥清基并灌注水下封底混凝土,抽水后进行承台施工,然后进行墩身墩帽施工(图3、4、5、6)。
图3 2号墩钻孔桩施工
图4 2号墩钻孔桩混凝土灌注
图5 2号墩钢板桩打设
图6 2号墩钢板桩围堰合
(2)钢梁架设总体方案:
钢梁架设由5号墩往北岸0号墩单向架设。第一孔120m钢梁采用膺架法架设,共设置6个临时排架。3孔180m钢梁辅以临时墩法悬臂安装,先悬臂安装100m,支在临时墩上再悬臂安装80m;最后一孔120m钢梁辅以临时支架法悬臂安装,先悬臂安装100m,支在临时支架上再安装20m完成全部钢梁的安装。在拼装第二孔钢梁时,在钢梁尾部增设安全压重,以增强纵向倾覆稳定。
第一孔120m和第二孔180m钢梁均在南岸岸滩上架设,为了缩短工期,增加架梁作业面,除采用安装在桥梁上弦的CWQ-30型架梁吊机架设外,另增加两台50t汽车吊机配合拼装,用拖车通过岸滩上的运输便道运送钢梁杆件(图7、8)
图7 第一孔钢梁架设照片
图8第二孔钢梁架设照片
第三孔和第四孔180m钢梁均用CWQ-30型沿轨道移动式架梁吊机架设,钢梁运输采用:重量小于20t的杆件用拖车通过岸滩上的运输便道和栈桥运送钢梁杆件;重量大于20t的杆件由南岸5号墩和6号墩间的提升站提升至铁路桥面,由运梁小车运至前方(图9、10)。
图9 第三图孔钢梁架设照片
图10 第四孔钢梁架设照片
第四孔钢梁架设按传统的做法,第三孔钢梁架设完成后,需将2号墩设为固定支座,将3号墩转为活动支座,这就可能由于受温度变化,施工荷载、顶落梁等因素的影响,使钢梁纵向位置发生偏移。为了减少纵移量或避免纵移,采取了以下措施:在架设完第三孔和第四孔钢梁后,仍将3#墩设为固定支座,其它各墩和临时墩或临时支架均设为活动支座,减少了纵移量。
最后一孔120m钢梁在北岸岸滩上架设,同样除采用桥梁上弦的CWQ-30型架梁吊机架设外,另增加两台50t汽车吊机配合拼装,钢梁杆件的运送通过栈桥运送。
4.主要技术特点和创新点
滨州黄河大桥为黄河上的首座公铁两用大桥,由于航道及凌汛的原因,其跨度180m,为目前国内平弦钢梁的最大跨度桥梁,由于钢梁跨度大,弦杆内力变化也大,钢梁杆件首次采用变高度截面形式。
滨州黄河公铁两用大桥工程于2005年5月9日开工, 2007年8月20日通车。
5.有关资料
桥 名:山东滨州黄河公铁两用大桥
桥 型:五跨平弦连续钢桁梁
跨 径:中三跨每跨180m
桥 址:山东滨州市
设计单位:中铁大桥勘测设计院有限公司
施工单位:主承包单位:中交第三公路工程局有限公司
分包单位:中铁大桥集团有限公司第七工程公司
建成日期:2007年8月20日
主桥主要工程数量:上部结构,砼3580 m3 钢材11290t,高强螺栓30万套;
下部结构,砼28732 m3,钢筋1376t。
造 价:92522.5 万元