1.概況
楊浦大橋位于上海市楊浦區(qū),是市內(nèi)跨越黃浦江、連接浦西老市區(qū)與浦東開發(fā)區(qū)的重要橋梁,是上海市內(nèi)環(huán)線的重要組成部分。該橋全長8354m,主橋長1172m,跨徑組合為40m(過渡孔)+(99m+144m)(邊跨)+602m(主跨)+(144m+99m)(邊跨)+(44m)(過渡孔),主跨采用602m結(jié)合梁斜拉橋,建成時為同類橋型世界之最(圖1、圖2)。橋下凈高50m,橋面總寬30.35m,設(shè)計車速60km/h。
圖1 楊浦大橋全景
圖2 大橋全景
2.主橋結(jié)構(gòu)
主橋?yàn)殡p塔雙索面鋼-混凝土結(jié)合梁斜拉橋(圖3),塔墩固結(jié),縱向?yàn)閼腋◇w系,橫向設(shè)置限位和抗震裝置。鋼筋混凝土塔柱高200m,塔型呈鉆石狀,鋼管樁基礎(chǔ)。鋼主梁采用箱形斷面,高2.7m,中距25m。工字形鋼橫梁,間距4.5m。預(yù)制鋼筋混凝土橋面板,橋面連續(xù)體系。(圖4)。每座索塔兩側(cè)各有32對拉索,全橋共256根。最大索長330m,拉索最大斷面由313根直徑φ7mm高強(qiáng)鋼絲組成。輔助墩、錨墩、邊墩均為柱式墩,鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)。
圖3 總體布置(單位:mm)
圖4 主梁典型斷面(單位:mm)
(1)橋塔基礎(chǔ)
浦東主塔基礎(chǔ),采用φ914mm鋼管樁190根,浦西主塔基礎(chǔ),設(shè)計采用φ914mm鋼管樁183根,樁距2.7~3m,沉樁深度-52m,基坑深度4.3m,四周采用封閉型拉森板樁。承臺為寬47.2m,長32.2m,厚5m。
浦東承臺采用分層一次澆筑,浦西承臺采用外聚內(nèi)散法,浦東、浦西承臺混凝土各為7600 m3,鋼筋各為1200t,承臺無施工縫。東、西主塔(圖5)分塔座、下塔柱、中塔柱、塔柱三角區(qū)和塔柱。
圖5 主塔立面
塔座是銜接塔柱與承臺的關(guān)鍵部位,其形狀為規(guī)則的錐體,中心處標(biāo)高+9.00m,頂面與下塔柱軸垂直,傾角11.3°,塔座形體復(fù)雜,混凝土2255m3,鋼筋217t,一次澆搗。
下塔柱為塔座面至下橫梁底,標(biāo)高+9.00m至+41m。柱截面尺寸12.0~8.0×8.5~4.5×0.8(m),呈空腹切角矩形。下塔柱每只主墩內(nèi)設(shè)勁性骨架309.2t,鋼筋132.9t,采用泵送混凝土。
采用斜導(dǎo)架式自升模板新工藝施工,創(chuàng)造1.5m/日上升紀(jì)錄(圖6)。
圖6 索塔施工
上塔柱位于主塔標(biāo)高144.423m到208m處,上塔柱柱體為空腹現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),除與塔柱三角區(qū)同樣有勁性柱外,還有拉索120根及預(yù)應(yīng)力束538根。
(2)鋼主梁
圖7 大橋鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段
圖8 拉索錨具箱
鋼主梁為箱型(圖7),橫隔梁為工字型,全重13000t,鋼梁焊接經(jīng)X光拍片、超聲波探傷、磁粉探傷,合格率均達(dá)100%。鋼梁主體在地面預(yù)組裝,通孔率達(dá)到100%,鋼梁建造周期共13個月,比計劃要求提前3個月。
尾段LWB25鋼主梁箱,重約80余噸,長10m,高7m,內(nèi)有6套全焊結(jié)構(gòu)的拉索錨具箱(圖8),是國內(nèi)首次建造技術(shù)難度最高的大型鋼箱梁。鋼箱梁安裝(圖9)。根據(jù)多次測量和考慮斜拉索的分力造成的橋梁“壓縮量”,以及包含環(huán)境溫度造成的收縮量,鋼梁進(jìn)行預(yù)拼裝。
圖9 鋼主梁安裝
?。?)混凝土橋面板
混凝土橋面板均預(yù)制,設(shè)縱、橫向預(yù)應(yīng)力。根據(jù)南浦大橋建設(shè)中解決混凝土橋面板開裂的經(jīng)驗(yàn),采取了橫梁反頂、現(xiàn)澆膨脹混凝土等措施?;炷翗蛎姘宓暮裼?60mm和400mm(圖10)。
圖10 橋面板安裝
在混凝土橋面板的縱橫向施加預(yù)應(yīng)力,混凝土橋面板與鋼梁的疊合。
?。?)拉索
全橋共用拉索256根,其中最大的拉索由301根直徑7mm的高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲制成,最長拉索為328m,單根重量達(dá)33t,全橋拉索總重量3006t(圖11)。
圖11 大橋斜拉索一瞥
拉索外觀為鵝黃色, 為雙護(hù)層彩色拉索,護(hù)套材料內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯,外層為聚氨酯。
拉索在出廠前經(jīng)過預(yù)張拉,其荷載為設(shè)計荷載的1.5倍,其預(yù)張拉力達(dá)鋼絲破斷強(qiáng)度的65%,最高預(yù)張拉荷載達(dá)1200t。預(yù)張拉后的錨具錨板回縮量不超過5mm,為確保拉索成品質(zhì)量和性能,還進(jìn)行了拉索靜力和疲勞試驗(yàn)。
3.主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
(1)提出新的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論,解決了超大跨度橋梁的初始內(nèi)力對活載的影響問題。
?。?)采用鉆石型橋塔,提高主梁抗扭自振頻率抗風(fēng)穩(wěn)定性,抗風(fēng)能力達(dá)80m/s。
?。?)橫斷面設(shè)計為雙主肋斷面,以改善連接板設(shè)計,鋼板厚度限制在60mm以下。
?。?)索錨固在箱梁內(nèi),箱梁除承受順橋向索力外,還須承受橫橋向索力。
?。?)索與塔采用預(yù)應(yīng)力方式錨固,并做了實(shí)物模型試驗(yàn)。
?。?)根據(jù)景觀需要,索套采用鵝黃色,在PE護(hù)套外再熱擠2mmPV。
楊浦大橋獲國家級最佳工程設(shè)計特別獎,國家優(yōu)秀工程設(shè)計金質(zhì)獎,中國建筑工程魯班獎,詹天佑土木工程大獎(首屆)。
4.有關(guān)資料
橋 名:上海楊浦大橋
橋 型:雙塔雙索面結(jié)合梁斜拉橋
跨 徑:602m
橋 址:上海市
設(shè)計單位:上海市政工程設(shè)計研究院
施工單位:上海第一建筑有限公司、上海第七建筑有限公司、上海第八建筑有限公司、上海第五建筑有限公司、上海市基礎(chǔ)工程公司、上海滬東船廠、上海冠爾達(dá)鋼結(jié)構(gòu)有限公司、上海浦江纜索有限公司
完成日期:1993年9月