1.概況
舟山群島古稱“海中洲”(圖1)。從唐代始,舟山的海上貿易日趨繁榮,歷史上曾一度成為重要的外貿商埠和海上“絲綢之路”的重要通道。
圖1 舟山群島古稱“海中洲”
舟山雖以海島為特色,卻也常受水運交通的限制,各個島嶼之間的海面并不平靜,每年的臺風季節(jié),海上掀起巨浪,常常使交通運輸中斷,而且舟山多霧,船舶在霧天無法正常航行。長久以來,舟山的交通主要依靠輪渡,物流難以暢通,交通成為舟山發(fā)展的瓶頸。
構筑一條能全天候通往大陸的通道,結束孤懸海上、舟楫相渡的日子。決定建造跨海大橋,線路從舟山本島329國道鴨蛋山環(huán)島出發(fā),由岑港大橋、響礁門大橋、桃夭門大橋、西堠門大橋、金塘大橋五座大橋組成,將飛跨里釣、富翅、冊子、金塘四島,終于鎮(zhèn)海,與沿海北線高速公路相連接。其中,岑港大橋連接本島和里釣島,響礁門大橋連接里釣島和富翅島,桃夭門大橋連接富翅島和冊子島,西堠門大橋連接冊子島和金塘島,金塘大橋連接金塘島和寧波大陸,全長約50km,其中橋長約25km 。這是一個總投資111.5億元的重大工程。 五橋位置見圖2。
圖2 地理位置
舟山群島地區(qū)屬東亞季風氣候區(qū),風環(huán)境惡劣,冬季盛行西北季風,夏秋季臺風頻繁。極大風速大于40m/s。不同重現期最大風速見表1:
該項目分為一期和二期二個階段實施。一期工程包括岑港大橋、響礁門大橋、桃夭門大橋和其間的接線公路。于1999年底動工建設,至2004年底主體工程建成,2006年1月1日通車。二期工程包括西堠大橋、金塘大橋和其間的接線公路,于2004年5月開工建設,預計分別在2008年12月、2009年12月建成通車。
?。?)鴨岑段接線工程:
鴨岑段接線公路是連島工程本島的起點段接線工程,全長10.85Km(圖3)。該段工程經雙橋主線收費站后,路基分左右幅,通過炮臺嶺雙向隧道后合攏,終點與岑港大橋相接。
圖3鴨岑段接線公路實景
(2)岑港大橋---連島工程的第
一座跨海大橋(圖4)。岑港大橋跨越岑港水道,連接岑港和里釣島。全橋長為793m,橋面寬22.5m,雙向四車道, 通航等級為300噸級,通航凈高17.5m,通航凈寬2×40m,主橋為3跨50m的先簡支后連續(xù)預應力混凝土T梁。
圖4岑港大橋全景
?。?)響礁門大橋---連島工程的第二座跨海大橋(圖5)。響礁門大橋跨越響礁門水道,連接里釣島和富翅島。全長951m,橋面寬22.5m,雙向四車道,通航等級為500噸級,通航凈高21m,通航凈寬135m,主橋為80m+150m+80m的大跨徑預應力混凝土連續(xù)箱梁,引橋為先簡支后連續(xù)預應力混凝土T梁。
圖5 響礁門大橋全景
下文分別介紹桃夭門大橋、西堠大橋、金塘大橋。
2桃夭門大橋
桃夭門大橋是舟山大陸連島工程中的第三座跨海特大橋,連接富翅島與冊子島。該橋為斜拉橋,全長888m(圖6)。
圖6 桃夭門大橋全景
該橋跨越水深流急的桃夭門水道,水面寬約564m,最大水深為62m,一年中潮流流速為2.09~4.15 m/s。橋位區(qū)為基巖直接裸露區(qū),基巖為噴出巖類,屬硬質巖。
桃夭門大橋設四車道,設計行車速度為60km/h;橋位區(qū)20m高處百年一遇10min平均最大風速為55m/s;地震基本烈度6度;通航凈高32m,凈寬不小于280m。
?。?)橋型結構
該橋為主跨580m雙塔雙索面半漂浮體系七跨連續(xù)混合式斜拉橋,橋跨布置為48m+48m+50m+580m+50m+48m+48 m(圖7),采用半漂浮體系。邊跨為預應力混凝土箱梁,下設兩輔助墩,中跨為鋼箱梁。
圖7 橋型布置圖
(2)索塔與基礎
采用挖孔樁基礎,設12根直徑2.2m的挖孔樁,平均樁長為15.61m,嵌入微風化霏細斑巖的深度為3.3m。承臺尺寸為24m×13m×5m (圖8)。
圖8 索塔基礎
索塔采用鉆石形塔,為鋼筋混凝土結構,高150.980m,設置兩道橫梁。橋面以上塔的高跨比為0.21(圖9)。塔的斜拉索錨固區(qū)采用環(huán)向預應力,進行了1:1的足尺模型試驗驗證。
塔柱采用爬升模板連續(xù)施工,每段高4.5m。下塔柱施工時加設了水平拉桿,中、上塔柱設置了8道水平橫撐(圖10)。環(huán)向預應力管道真空壓漿工藝灌漿。
圖9 索塔
圖10 索塔上塔柱施工
?。?)主梁
1)主梁采用混合梁,邊跨為預應力混凝土箱梁,中跨為鋼箱梁,梁高均為2.8m,外輪廓一致。主梁標準橫斷面見圖11。
圖11箱梁標準橫斷面
2)預應力混凝土箱梁采用單箱四室斷面,設3道縱腹板,板厚為50cm,頂板厚為37cm、底板厚為30cm;橫隔板標準間距為6m,標準厚度為40cm。
3)鋼箱梁為Q345D鋼材全焊扁平流線形結構,全橋共45個梁段,標準節(jié)段長13m;鋼箱梁板件尺寸為頂板厚14 mm、邊縱腹板厚25mm、下斜底板和底板厚12~16mm,橫隔板間距3250mm,板厚8、10mm,絕大部分梁段采用無縱肋斷面,僅在鄰近鋼—砼接合段的2×3個(長度為28700mm)梁段設置了縱隔板,以利于應力擴散。鋼箱梁進行了節(jié)段模型風洞試驗,滿足抗風穩(wěn)定性要求。
4)鋼—砼接合段(圖12)設置于中跨距塔中心線16.7m處,該處為恒載彎矩零點。鋼—砼接合段采用變高度π型加勁及厚度80mm的鋼板傳遞強大的軸力,實現剛柔過渡;采用聚丙烯纖維混凝土以提高其抗裂性及延性。鋼—砼接合段進行了1:2的模型試驗。
圖12 鋼—砼接合段構造
5)斜拉索在梁端采用銷鉸型式(圖13、14)錨固, 銷鉸自由轉動能夠有效地降低斜拉索的二次應力、抑制斜拉索振動。銷鉸錨固構造進行了1:1.5的模型試驗。
圖13 斜拉索銷鉸錨固構造
圖14 斜拉索銷鉸錨固構造實景
(4)斜拉索
每一扇面由21對斜拉索組成,共168根,其中最大斜拉索鋼絲根數241絲(Φ7),長298m、重20.3t,全橋共用高強鍍鋅鋼絲1146t。斜拉索外裹高密度PE防護材料,其上帶有同材質熱擠雙螺旋線,連同塔端阻尼橡膠減振圈及梁上粘滯式阻尼器,有效地抑制了斜拉索風雨振等多種振動。
(5) 主梁施工及控制
邊跨預應力混凝土箱梁充分利用地形,采用滿堂支架逐跨現澆。鋼箱梁采用橋面吊機安裝(圖15)。
圖15 橋面吊機吊裝鋼箱梁
鋼箱梁架設以斜拉索力、橋面標高和鋼箱梁環(huán)縫寬度三大指標協(xié)調控制,按照“前移吊機→第一次張拉斜拉索→吊裝鋼箱梁→第二次張拉斜拉索→鋼箱梁環(huán)縫焊接”的流程施工,如此循環(huán)直至跨中合龍段,未進行重復索力調整。跨中合龍段長12m,采用兩臺橋面吊機抬吊合龍,合龍未進行水箱壓重調整。最終合龍時線形平順,各項誤差均在測量誤差范圍內。斜拉索力及梁體應力與設計值良好吻合。
(6) 主要技術特點和創(chuàng)新點
1)在我國首次將鋼—混凝土接合段伸入中跨(16.7m),以降低施工難度及工程造價。
2)中跨鋼箱梁采用無縱肋斷面,并且提高了梁內的通風性能。
3)斜拉索梁端錨固在國內首次采用銷鉸型式。
4)首次在鋼箱梁段風嘴部分采用可開啟的硬聚氯乙烯塑料板,以減輕重量、便于檢修維護。
5)跨中合龍采用無壓重方式。
(7)有關資料
橋 名: 桃夭門大橋
橋 型: 雙塔雙索面七跨連續(xù)混合式斜拉橋
跨 徑: 主跨580m
橋 址: 浙江舟山群島
設計單位:中交公路規(guī)劃設計院有限公司 混凝土用量:34262 m3
施工單位:上海建工(集團)總公司 鋼材用量:11666.2t
中交集團第二航務工程局有限公司 造價:2.94億元
中鐵寶橋股份有限公司 建成日期:2003年12月