档案丨每日一桥湖北西陵长江大桥

      

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桥   名:湖北西陵长江大桥

桥   型:单跨双饺钢箱梁悬索桥

跨   径:m

设计单位:中铁大桥勘测设计院有限公司

施工单位:中铁大桥局集团有限公司、国营武昌造船厂、上海浦江缆索股份有限公司

混凝土用量:m3

钢材用量:钢t,高强钢丝4t

造   价:3.亿

建成日期:年8月

    

1、概况

西陵长江大桥是三峡水利枢纽工程前期准备工程的关键项目。该桥位于长江江面较为开阔的西陵峡江段,距上游三峡大坝4.5km,江段水深流急,枯水期江面宽约为m。

该桥主桥为单跨双铰式钢箱梁悬索桥(图1),主跨m跨越整个水面,以确保三峡大坝施工、截流期间多次航道交换等情况下的桥下自由、安全通航,大坝竣工之后大桥作为永久性公路通道。

该桥按四车道布置,车行道宽15m,两侧人行道宽1.5m,桥面净宽18m。设计荷载:大坝施工期间,通行kN特种车(一重一轻两车道行驶)及汽—36,2kN单车过桥,kN牵引车于桥面正中行驶;永久荷载为汽车—超20级、挂车—,人群荷载为3.5kN/㎡。设计风速26m/s。通航标准:主江床按双航线布置,净宽m;引航道底宽m~m;桥下净空按最高通航水位以上18m。地震基本烈度VI度,按VII度设防。

图1西陵长江大桥全景

2、主桥结构

大桥为主跨m的单跨双铰全焊钢箱加劲梁悬索桥,悬索桥北背索跨度米,南背索跨度m;引桥北岸三孔、南岸四孔30m预应力钢筋混凝土简支T梁,全桥长.66m(图2)。

图2主桥布置(尺寸单位:m)

1)主塔

主塔为钢筋混凝土门式框架结构,自承台顶起,塔高m,塔柱为等截面的空心矩形,塔柱外轮廓尺寸顺、横桥向为6m×4m,塔柱壁厚0.7m,两塔柱间设三道横梁,横梁宽6,高5m,配预应力筋。主塔基础为上、下游分离的群桩基础,塔柱底各设6根直径2.2m柱桩,采用双壁钢护筒,以震动打桩机下沉施工,挖孔、孔内爆破成孔。最大桩长47m,桩底进入弱风化带花岗岩3m以上。

2)锚碇

锚碇采用重力式,南、北锚碇基底均置于弱风化花岗岩内。北锚碇(图3)横桥向宽32m,顺桥向长度为24m~80m,基底尺寸24m×32m;南锚碇横桥向宽32m,顺桥向长度为25.5m~80m,基底尺寸25.5m×32m。锚碇体内设置锚杆及其支撑钢结构(全桥约t)作为主缆的锚固传力构件,锚杆前端与主缆锚固处设锚室。南、北锚碇混凝土分别为约2.5万立方米与4.5万立方米。

图3北锚碇断口(尺寸单位:cm)

3)主缆吊索

主缆中跨矢比1/10.,主缆采用PWS法编制架设,每根主缆有股索股,每索股由91根5.1mm镀锌高强钢丝组成,极限强度为Mpa。索股两端为热铸锚。主缆外经约mm,平均长度为m,重约23t。

吊索采用GB2—74绳7×19直径45mm镀锌钢丝绳。吊索顺桥向间距除两端外均为12.7m,吊索两端为冷铸锚,每吊点两根,采用骑跨式索夹为铸钢件,分左右两半,用高强螺栓连接(图4)。

图4主缆吊索索夹构造(尺寸单位:mm)

4)主梁

主梁采用全焊扁平钢箱(图5),共72节段,其中标准梁段梁宽(无含风嘴)20.6m、长12.7m、重t。主梁在工厂制作节段,工地吊装就位,全断面焊接成型。

图5钢箱加劲梁(尺寸单位:m)

5)主鞍座、散索鞍

主鞍座与散索鞍均采用铸钢铸造,主鞍座的座体与座极间涂减磨剂,施中用千斤顶分阶段顶推就位,用螺栓销定,主鞍座采用塔顶起重门架安装,散索鞍安装由汽车吊机完成。

6)桥面铺装采用复合改性沥青砼,总厚度6cm,其中底层为3.5cm厚粗粒式沥青砼,面层为细粒式沥青砼。

3、技术创新

1)主跨跨度m,为国内首座大跨度桥梁。主跨跨越船闸引航道、隔流堤和长江主航道,首度实现一跨过江.

2)在国内首次采用全焊接钢箱梁作悬索桥的加劲梁。全焊接钢箱梁,具有自重轻、空气动力性能好、制造方式灵活、涂装养护方便等优点,从总体上节省了主缆、锚碇、主塔的工程量。

3)钢箱梁节段节段制造具有较高精度实现了完全互换。节段制造中,采用正作加工的端隔板作内胎,有效地控制了节能端口尺寸,提高了工效。

4)钢箱梁节段制造使用“倒装法”,即在俯焊条件下完成顶板及闭口肋的全部工厂焊接,并将板件单元组装成整体后翻身°,消除了仰焊缝,确保焊接质量,减小场地占用,提高制造工效。

5)吊索设计计算及制造精度较高。钢箱梁节段架设过程中,仅按钢箱梁制造公差于吊索锚头处设置少量垫片,实现了梁段架设全过程吊索长度无调节。

6)施工控制通过“正装”与“倒装”分析,对上部结构施工各阶段进行了计算机模拟,成功地预测了梁段架设过程中塔顶位移及塔的受力情况,同时考虑了施工过程中多种误差的影响,最终促使主塔在成桥状态处于塔顶向岸微量偏移的理想状态。

7)钢箱梁梁端支承体系独具技术特色,用料较省。水平支座利用盆式橡胶支座稍加改装,满足使用要求且构造简单。竖向支座兼具纵向限位功能。钢箱梁梁端支座的用量仅为16吨,约占钢箱梁总用钢量的0.22%。

8)主缆基准束的架设精度较高,实测上、下游基准束高程差仅1~2毫米,实测基准束高程与设计值最大差值为21毫米。

9)主塔基础为上、下游分离的群桩基础,就本桥的跨度及荷载而言,主塔基础用料较少。

该桥与国内类似桥梁相比造价最省。获得铁道部科学技术进步奖一等奖,中国建筑工程鲁班奖。

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