該橋是舟山大陸連島工程中的第五座跨海特大橋,連接金塘島和寧波大陸,跨越灰鱉洋海域,西側(cè)為水下淺灘和邊灘,深度為5m至6m,東側(cè)為金塘西側(cè)沿岸深槽,槽深達27m左右。局部沖刷達10m左右。橋位處第四紀覆蓋層厚度一般大于80m~110m??傮w工程地質(zhì)條件復雜,各段變化較大。大橋全長26.54km,跨海大橋長18.27km。
該橋為雙向四車道高速公路標準,設計行車速度100km/h,全寬26.5m, 最大縱坡3.0%,結(jié)構(gòu)設計基準期主橋100年,運營期設計基本風速40.44m/s,設計最高通航水位3.28m ,通航標準5萬噸級,主通航孔通航凈寬544m,通航凈高51m ,地震基本烈度7度。
(1)橋跨布置
全橋總體布置為:[7m+2×5×30m+2×7×50m](金塘側(cè)引橋)+[122m+216m+122m](東通航孔橋)+[6×50m+3×6×60m+(70m+10×118m+70m)](東段非通航孔橋)+[77m+218m+620m+218m+77m](主通航孔橋)+[149×60m](中段非通航孔橋)+[87m+156m+87m](西通航孔橋)+[68×60m](西段非通航孔橋)+[11×50m](淺水區(qū)引橋)+[(45m+72m+45m)+35×30m+(30m+2×45m+30m)+13×30m](鎮(zhèn)海側(cè)引橋)。本文僅介紹主通航孔橋和非通航孔60m跨連續(xù)梁橋。
?。?)主通航孔橋
主通航孔橋采用雙塔雙索面五跨連續(xù)半漂浮體系鋼箱梁斜拉橋(圖30),橋跨布置為77m+218m+620m+218m+77m,兩邊跨各設一輔助墩和過渡墩(圖31)。
圖30金塘大橋主通航孔橋全景
圖31 金塘大橋主通航孔橋型布置
索塔采用鉆石形塔,有利于減小順橋向波浪力?;A采用42根Φ2.5m~3.0m的變直徑鉆孔樁群樁基礎,整體式承臺外周設防撞鋼套箱。斜拉索采用平行鋼絲斜拉索。斜拉索在索塔端通過鋼牛腿支撐的鋼錨梁進行錨固,下端通過耳板與鋼箱梁銷鉸連接。
主梁采用封閉式流線形扁平鋼箱梁(圖32),箱梁全寬30.1m(包括風嘴),中心線處梁高3.0m,標準節(jié)段長14m。塔梁內(nèi)均設除濕裝置。
圖32 箱梁標準橫斷面
輔助墩與過渡墩采用矩形實心墩,在橫向設置兩片分離式墩身?;A采用Φ2.5m~3.0m的鉆孔樁+整體承臺的型式。
為增加有效作業(yè)時間,提高施工質(zhì)量,主橋鉆孔樁施工采用大型海上施工平臺(圖33、34),其上布置料場、混凝土攪拌站、作業(yè)區(qū)、生活區(qū)。承臺采用鋼套箱圍堰施工工藝。鋼套箱結(jié)合防撞設施一體設計,由防撞體、底板和擱置支撐系統(tǒng)組成,重1600t。防撞鋼套箱在碼頭邊浮平臺上拼裝成整體,用拖輪拖至現(xiàn)場,2艘大型浮吊一次抬吊安裝就位(圖35),誤差小于3cm。
圖33 主墩鉆孔樁施工平臺
圖34 主墩基礎施工
圖35 鋼套箱吊裝
塔柱采用液壓爬模逐段連續(xù)施工,每段高4.5m。下塔柱施工時加設了水平拉桿,中塔柱設置了5道水平橫撐(圖36)。
圖36 塔柱施工
?。?)非通航孔60m連續(xù)梁橋
橋海中區(qū)段60 m等高度預應力混凝土連續(xù)梁橋采用雙箱分幅斷面,每幅寬12.3m。下部結(jié)構(gòu)小于19m墩高均采用預制墩身。
鋼管樁最大樁長90.5m,直徑采用φ1500mm,由上段壁厚25mm的直縫管和下段壁厚22mm的螺旋管組成。采用目前最先進的全旋轉(zhuǎn)打樁船“海力801”和“天威號”施打(圖37)。防腐采用外表環(huán)氧粉末熔融涂層加犧牲陽極的陰極保護。
上部結(jié)構(gòu)采用先簡支后連續(xù)的預應力混凝土箱梁,梁高3.4m,梁重達1575t,共計470片。采用陸上大型預制場整孔預制。預制場設8個預制臺座和24個存梁臺座,每月可生產(chǎn)30片箱梁。采用兩臺900t國產(chǎn)輪胎搬運機將預制箱梁運至專用碼頭落駁(圖38),駁船運輸至橋位,由奮進號架梁船吊裝就位(圖39),先簡支后連續(xù)形成連續(xù)梁(圖40)。
圖37 全旋轉(zhuǎn)打樁船“海力801”
圖38 國產(chǎn)900t輪胎式搬運機
圖39奮進號架梁船架設箱梁
圖40 已就位的60米連續(xù)梁
?。?)主要技術特點和創(chuàng)新點
1)金塘大橋主橋斜拉索塔端錨固采用新型鋼牛腿鋼錨梁組合結(jié)構(gòu)(圖41),該鋼錨梁由一根錨固梁和四個錨固頭組成,可以錨固四根空間斜拉索。其構(gòu)造新穎,受力明確,便于施工,耐久可靠。為了確保新型錨固構(gòu)造的可靠性,進行了足尺模型試驗以驗證鋼錨梁、鋼砼結(jié)合構(gòu)造的受力特性。
圖41 新型鋼牛腿鋼錨梁
2)采用工廠化制作鋼管樁、砼預制墩身及60m整孔箱梁,既保證質(zhì)量,又加快了施工進度。
3)60m非通航孔橋采用架設與運輸分離的模式,效率高,最多時一天可架設4片箱梁。
4)采用復合氨基醇類阻繡劑,減緩混凝土早期強度增長,與同類橋梁相比,在其它措施不變的情況下,有效減少了混凝土裂紋的產(chǎn)生。
5)研制的900t輪胎搬運機,使預制場內(nèi)移運箱梁非常靈活,明顯優(yōu)于滑軌。
?。?)有關資料
橋 名: 金塘大橋
橋 型: 主通航孔橋采用雙塔雙索面五跨連續(xù)半漂浮體系鋼箱梁斜拉橋
跨 徑: 主跨 620m
橋 址: 浙江舟山群島
金塘大橋主要設計與施工單位一覽表(主橋及60預制箱梁)
承包人(中標單位) 備注
設計
中交公路規(guī)劃設計院 總體
浙江省交通規(guī)劃設計研究院 主橋
中鐵大橋勘測設計院有限公司 非通航孔橋及西通航孔橋
施工
中交第二航務工程局有限公司 主橋、60m箱梁下部
中鐵四局集團第二工程有限公司 60m整孔箱梁預制
中交第二航務工程局有限公司 60m整孔箱梁架設
中鐵寶橋股份有限公司 主橋加勁梁制造及工地焊接
中交第一航務工程局有限公司 60m箱梁下部
寧波山鼎鋼管工程有限公司 鋼管樁制造
主通航孔橋——混凝土用量:30799m3 ;鋼材用量:58667t
其它通航孔橋和引橋——混凝土用量:939791m3 ;鋼材用量:334253t
全橋指標——混凝土用量:970590m3 ;鋼材用量:392920t
造價:77億元;