1.概況
廈門海滄大橋是廈門島的第二條對外通道,位于廈門島西海域的東渡港小輪碼頭作業(yè)區(qū)。工程全長5927.4m,其中東航道橋為230+648+230=1108m三跨連續(xù)全飄浮體系鋼箱梁懸索橋,為世界首座三跨連續(xù)全飄浮懸索橋(圖1)。
圖1 東航道橋全景
橋位所在海域?qū)儆谡?guī)半日潮,最高潮位4.65m,最大潮差為6.92m,設(shè)計流速為0.91m/s。第四系覆蓋層厚5~20m,為人工填土、海相沉積層、洪積、坡積、殘積層組成?;鶐r為凝灰?guī)r、砂巖和花崗斑巖等。廈門年平均氣溫18~21.5℃,設(shè)計風速47.4m/s。最高通航水位為4.178m,通航凈高55m,凈寬不小于450m。地震基本烈度為Ⅶ度。橋址靠近廈門高崎國際機,橋梁結(jié)構(gòu)的航空限高為133.53 m。
該橋為雙向六車道高速公路兼城市特大橋。橋面寬度:32m,橋面縱坡<3%。設(shè)計行車速度80km/h,設(shè)計車輛荷載汽車—超20級,設(shè)計基準期100年。船舶撞擊力(東航道西塔)20000kN。
2.主橋結(jié)構(gòu)
主橋采用230+648+230=1108m三跨連續(xù)全漂浮鋼箱梁懸索橋(圖2)。主梁采用扁平流線型鋼箱梁,主纜采用PPWS索股,平行鋼絲吊索,錨碇采用淺埋倒坡箱形擴大基礎(chǔ)、空腹三角形框架式錨體重力式錨碇,主塔采用門式塔,橋面以上僅1道橫梁,下部采用大直徑鉆孔樁基礎(chǔ)。
圖2 橋型布置
?、?錨碇
根據(jù)水文地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力合理性和結(jié)構(gòu)造型的景觀效果等條件,采用淺埋倒坡箱形擴大基礎(chǔ)空腹框架式重力式錨碇(圖3)。由于東、西錨碇處為厚度很大的強風化泥質(zhì)砂巖或凝灰熔巖,地基承載力較?。ㄈ菰S承載力為0.5MPa),錨碇基礎(chǔ)選用了較大的平面尺寸(52m×74m);為了降低基礎(chǔ)前趾部分的地基應(yīng)力,基礎(chǔ)前半部分采用了箱形空心斷面以減輕自重,散索鞍支墩選用了箱型輕型結(jié)構(gòu);為增大錨碇的抗滑安全儲備,基礎(chǔ)采用6.7%的倒坡。錨碇采用預應(yīng)力錨固系統(tǒng)。
圖3 錨碇
圖4 索塔
⑵ 索塔
索塔采用門型框架式混凝土結(jié)構(gòu)(圖4),索塔高為130m,塔柱設(shè)置上、下橫梁,承臺設(shè)置系梁;東、西索塔基礎(chǔ)均采用28根直徑2.0m的鉆孔樁基礎(chǔ)。為了,塔柱采用矩形與弓形組合的變化截面,索塔上、下橫梁采用下緣為圓曲線的變截面,塔冠、塔座及承臺系梁的造型系根據(jù)景觀要求確定。
?、?纜索系統(tǒng)
主纜矢跨比為1:10.5,兩根主纜中心距為34.0m,主纜直徑索夾外為570mm(孔隙率18%),索夾內(nèi)為563密碼(孔隙率18%)。主纜采用PPWS法施工,每根主纜采用110股91Ф5.1mm普通松弛高強鋼絲索股組成(圖5),標準強度為1600MPa。吊索采用上、下端均為銷接連接的平行鋼絲索股方案,一根吊索由2根平行且獨立的索股組成。吊索(間距12m)根據(jù)各吊點的受力大小分為二種截面類型,即普通吊索70對和特殊吊索12對。普通吊索由85Ф5.1mm低松弛高強鋼絲組成,特殊吊索由229Ф5.1mm鋼絲組成,標準強度為1600MPa。
圖5 主纜斷面
?、?加勁梁
本橋位于臺風區(qū),為了確保橋梁的抗風穩(wěn)定性,加勁梁采用扁平封閉流線形鋼箱梁(圖6),加勁梁總長度為1104m,梁高為3m,總寬度為36.6m。加勁梁分為94個梁段進行制造和安裝。
圖6 扁平封閉流線形鋼箱梁
3.大橋主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
?、艝|航道橋采用三跨連續(xù)全飄浮懸索橋結(jié)構(gòu)體系。
?、瞥晒ρ邪l(fā)了適用于三跨連續(xù)懸索橋的基于分段懸鏈線模型和計算理論的主纜線形分析軟件。
?、峭ㄟ^下置錨點的構(gòu)造措施成功解決了短吊索抗疲勞性能技術(shù)難題。
⑷采用聯(lián)板式同步控制滾軸型散索鞍以提高散索點標高。
?、刹捎脺\埋倒坡箱形擴大基礎(chǔ)錨碇以減小錨碇規(guī)模和降低工程造價。
?、什捎每崭谷切慰蚣苁藉^體結(jié)構(gòu)以提高大橋的受力性能和景觀效果。
?、瞬捎脟a(chǎn)預應(yīng)力錨固系統(tǒng)。
?、淌状稳嬉霕蛄壕坝^設(shè)計。
?、筒捎?ldquo;先纏絲后橋面鋪裝”的工藝以縮短工期。
該橋是世界首座三跨連續(xù)全漂浮鋼箱梁懸索橋,標志著我國大跨徑橋梁的設(shè)計、建設(shè)水平又登上了一個新的臺階。
該橋先后榮獲2004年福建省科學技術(shù)進步一等獎、2004年首屆歐維姆優(yōu)秀預應(yīng)力工程設(shè)計獎、2005年度中國公路學會公路工程優(yōu)秀設(shè)計一等獎、2005年中國公路學會科學技術(shù)一等獎、2006年全國優(yōu)秀工程設(shè)計金獎。
4.有關(guān)資料
設(shè)計單位:中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司
施工單位:中交第二公路工程局有限公司
廣東省長大公路工程有限公司等
鋼材用量:53138t
水泥用量:105052t
造 價:20.9281億元
建成日期:1999年12月