1概況
崖門大橋位于廣東省新會(huì)市崖南鎮(zhèn),跨越崖門水道,全長1696m,其中橋梁長1296.04m,主橋主跨采用338m雙塔單索面混凝土斜拉橋(圖1)。
圖1 崖門大橋全景
橋位地段為河谷地貌,河床深切,河漫灘窄,水流較急,河床底標(biāo)高為-0.69~ -22.0m,覆蓋層為淤泥質(zhì)亞粘土,基巖為粗細(xì)?;◢弾r。
崖門是珠江流域八大入??谥?,海洋動(dòng)力的潮汐及波浪對(duì)海口的影響遠(yuǎn)大于河流動(dòng)力的影響,屬不正規(guī)混合半日周潮,平均潮差1.24m,最大潮差2.95m,最大平均流速V=1.465m/s。橋址區(qū)位于北回歸線以南,屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候,年平均氣溫21℃,年雨量1730mm。
大橋?yàn)殡p向四車道高速公路,設(shè)計(jì)速度120km/h;通航底寬≥300m,頂寬≥220m;通航凈高48m;設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速53.8m/s;主墩防撞標(biāo)準(zhǔn):按10000t級(jí)船舶考慮。
2 主橋結(jié)構(gòu)
主橋采用雙塔單索面,墩、塔、梁固結(jié)的混凝土斜拉橋。 主橋跨徑為50m+115m+338m+115m+50m=668m(圖2)。主梁為混凝土。主墩采用雙柔性墩,橋面以上塔柱高73.5m,為單箱斷面,每側(cè)的單根斜拉索直接錨固于塔壁中心處,拉索錨固區(qū)采用粗鋼筋加勁。
圖2主橋橋型布置(單位:cm)
?。?)主墩基礎(chǔ)
主墩樁基為Φ3.00m大直徑鉆孔灌注樁,每墩樁基數(shù)量為18 根,呈梅花型布置;主墩承臺(tái)橫向30.55m,縱向21.8m、高6.5m(圖3)。施工采用大型套箱,在常水位以上安裝套箱模板,待安裝好底板及底層鋼筋與整體下放套箱,用導(dǎo)管灌注封底混凝土厚1.5m,總混凝土為1000m3(圖4)。待封底層達(dá)到強(qiáng)度后,抽干套箱內(nèi)水,分三次澆注承臺(tái)混凝土。
圖3 主墩基礎(chǔ)
圖4 基礎(chǔ)施工
?。?)索塔
索塔為空心直塔, 橋面以上索塔高77m。其中標(biāo)高+67.086m以下12m為雙向變截面結(jié)構(gòu);+67.086m以上65m為等截面。每塔每側(cè)設(shè)25對(duì)斜拉索,索塔采用C60混凝土,每塔1327m3。索塔拉索錨固區(qū)設(shè)置環(huán)向預(yù)應(yīng)力(圖5)。
圖5 索塔
圖 6索塔施工
塔柱采用爬升模板逐段連續(xù)施工(圖 6),有索區(qū)安裝勁性骨架固定錨管與環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋,孔道采用真空輔助壓漿工藝。在主塔施工至2/3塔高時(shí),由于主塔振動(dòng)特性相對(duì)不利,采用了TMD技術(shù),對(duì)橋塔進(jìn)行抑振,取得了明顯的減振效果。
(3)拉索
在單塔每一斷面中有4根斜拉索,主橋斜拉索共200根,兩端采用張拉端型錨具。在張拉過程中,采用主塔端張拉,主梁端錨固。為PES7-109~PES7-199規(guī)格的PE、PU雙層防護(hù)半平行熱鍍鋅拉索,最長的索重為11.79t,長度為176.80m。
箱梁掛籃施工和施工控制
主梁為倒梯形的單箱五室混凝土箱梁,梁高3.48m,箱寬26.8m。每個(gè)索間節(jié)段長6m,單索面橋面縱向索間距2m,全橋共有100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段,主梁標(biāo)準(zhǔn)段懸澆長度為6米,混凝土為106.3m3,重約270t(圖7)。除0#塊及邊墩現(xiàn)澆段采用支架現(xiàn)澆外,其余節(jié)段均采用牽索掛籃全斷面一次澆注施工,分別在邊跨和中跨合龍(圖 8)。
圖7 主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
圖8 箱梁施工
大橋主梁邊跨與中跨均能做到高精度合龍,合攏精度在±3mm以內(nèi),合龍?zhí)帢?biāo)高偏差控制在±20mm范圍內(nèi),完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,中跨合龍后主梁各應(yīng)力測(cè)量斷面的壓應(yīng)力值均控制在12.5MPa以內(nèi),主梁結(jié)構(gòu)安全。
3 主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?)主跨338m在塔墩梁固結(jié)單索面斜拉橋中居亞洲第一,世界第二。該橋型方案是在同時(shí)滿足通航、抗風(fēng)、美觀和經(jīng)濟(jì)性要求,并適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件下的最佳選擇。
?。?)首創(chuàng)沿海地區(qū)樁基施工海水造漿技術(shù),大橋處于海水區(qū)域,以往在內(nèi)河常用的普通方法無法造出海水泥漿,而國外用于石油鉆井的造漿材料價(jià)格昂貴。自主研制出了性能穩(wěn)定的海水泥漿,并設(shè)計(jì)了渦流泥漿處理罐,替代進(jìn)口產(chǎn)品。解決了海洋橋梁樁基施工的一個(gè)重要難題。
?。?)首創(chuàng)基于二次調(diào)索基礎(chǔ)上的綜合調(diào)索設(shè)計(jì)技術(shù) ,克服了傳統(tǒng)的確定斜拉橋合理受力狀態(tài)方法的局限性,全面考慮梁、塔、墩和斜拉索的受力,綜合了一系列方法,并主動(dòng)在箱梁施工階段將索力分兩次張拉到位。使梁和索的應(yīng)力更均勻合理,確保結(jié)構(gòu)安全,并降低造價(jià)。在一套完善的監(jiān)控技術(shù)的配合下,第二次調(diào)索工作一舉成功,避免了以往斜拉橋施工中被迫多次調(diào)整索力的現(xiàn)象,爭(zhēng)取了工期。
?。?)首創(chuàng)單索面斜拉橋牽索掛籃,自行開發(fā)了單索面牽索掛籃,該掛籃前支點(diǎn)由斜拉索牽引,在現(xiàn)澆過程中,可多次調(diào)整索力和標(biāo)高,為控制主梁線形提供了極大的便利。同時(shí)還具有減少澆注過程中箱梁的內(nèi)力、減少用鋼量、節(jié)約資金等優(yōu)點(diǎn),為國內(nèi)外首創(chuàng)。
?。?)主塔施工抗風(fēng)振技術(shù),大橋處在臺(tái)風(fēng)多發(fā)區(qū),橋位處還存在峽谷風(fēng)效應(yīng),大風(fēng)不斷,常年超過8級(jí)風(fēng)的時(shí)間達(dá)100天以上,大風(fēng)造成橋塔的抖振嚴(yán)重影響了施工安全。成功研制了安裝在橋塔頂部的TMD質(zhì)量調(diào)諧阻尼器, 該設(shè)備加工簡(jiǎn)單,使用方便,減振倍率最高達(dá)53.4%,達(dá)到國際先進(jìn)水平。
崖門大橋獲第六屆詹天佑土木工程大獎(jiǎng),《崖門大橋單索面牽索掛籃》項(xiàng)目獲國家實(shí)用新型專利。
4 相關(guān)資料
橋 名:崖門大橋
橋 型:雙塔單索面混凝土斜拉橋
跨 徑:338m
橋 址:廣東省新會(huì)市
設(shè)計(jì)單位:廣東省公路勘察設(shè)計(jì)院
施工單位:廣東冠粵路橋有限公司、廣東省長大公路工程有限公司
混凝土用量:68 333.0m3
鋼材用量:13 376.8t
造 價(jià):3.60億元
建成日期:2002年4月20日