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泸州长江二桥
2015-03-11 
   1 概述

   泸州长江二桥属于国道321 线隆昌至纳溪高速公路上一座跨越长江的特大型桥梁,桥位位于泸州市纳溪县城上游3km,桥梁全长1408m,从隆昌向纳溪方向的跨径组合为19×30m简支T梁+7×50m简支T梁+(145+252+54.75)m连续刚构(图1)。

   图 1 泸州长江二桥全景

   桥位处,设计流速5m/s。两岸地形存在明显差异,隆昌岸主要为堆积阶地地貌;基岩出露。

   泸州属于四川盆地亚热带湿润气候区,年平均气温19.5℃,极端低温-1℃,极端高温40.2℃。年最大降雨量1437mm,日最大降雨量251mm。

   主要技术标准

   (1) 四车道高速公路特大桥

   (2) 计算行车速度:80km/h

   (3) 桥面宽度:25m

   (4) 荷载标准:汽车超-20级,挂车-120

   (5) 通航标准:Ⅱ-(3)级内河航道,宽108m,高18m

   (6) 地震烈度:6度,全桥按7度设防
 
   2 主桥结构

   因受地形和通航条件限制,主桥选用三跨极不对称的预应力混凝土连续刚构桥型,跨径组合为145+252+54.75m;小边跨侧(纳溪岸边跨)设一锚碇桥台以平衡梁体结构内力;主墩为双薄壁墩,深水基础选择钢沉井与桩基组合基础。(图2)

   图 2 桥型布置图(单位:cm)
 
   (1) 箱梁

   箱梁为变截面三向预应力混凝土结构,采用单箱单室断面,顶板宽25m,底板宽13m;箱梁根部高14m,跨中及边跨现浇段梁高4m;箱梁顶面设2%双向横坡。箱梁截面见图3。

   箱梁墩顶0号段长15m,墩两侧各外伸1.5m,隆昌岸“T”构两侧划分39个对称梁段,纳溪岸“T”构两侧分别划分为39个(位于跨中侧)和18个(位于边跨侧)不对称梁段,累计悬臂总长分别为118.5m和43.5m。节段长2.2~4m。

   O号段搭架施工,混凝土分三次浇筑。

   图3 箱梁截面(单位:cm)

   泸州长江二桥主梁施工

   泸州长江二桥主墩0#块施工

   泸州长江二桥主墩0#块
   图  4

   梁段采用挂篮悬臂浇注施工,设计挂篮自重1400kN,悬臂浇注梁段最大重量2700kN。主桥首先合拢纳溪岸边跨与锚碇桥台,再合拢隆昌岸边跨,最后合拢中跨。

   (2) 主墩薄壁墩

   主墩为双肋式柔性薄壁墩,两肋净距8m,截面为2×13m,墩身上、下游设置弓形分水尖。采用大块钢模用塔吊翻模施工。

   (3) 隆昌侧主墩深水基础

   两个主墩基础分别采用两种形式,纳溪岸主墩基础采用明挖扩大基础,而隆昌侧主墩基础采用钢沉井深水基础。为减小沉井嵌岩难度,当沉井下沉至弱风化基岩面后,采用沿沉井内周边均匀布置10根直径2.5m嵌岩桩基代替沉井的嵌岩。钢沉井结构类似于双壁钢围堰,其直径21m,壁厚1.6m。沉井基础构造见图5。



   泸州长江二桥钢沉井桩基组合基础

   11#主墩基础施工
   图 5 钢沉井组合基础(单位:cm)

   (4) 纳溪侧锚碇桥台

   纳溪岸锚碇桥台长26m,与箱梁结构一致,两端加隔板,箱内用浆砌片石填心,不平衡梁段的纵向预应力束锚于台尾。锚碇桥台通过合龙段与箱梁刚性连接以平衡主桥结构。为保证锚固的可靠性,减小锚碇数量,布置18根方形抗拉锚桩,通过设在锚桩内竖向预应力束将桥台可靠地锚于基岩中。桥台为三向预应力结构。锚碇桥台一般构造见图6。用人工开挖及小规模控制爆破施工。

   图 6  锚碇桥台(单位:cm)
 
   3 主要技术特点及创新点

   (1) 连续刚构边跨极不对称

   为保证主桥结构受力平衡,纳溪岸设锚碇桥台与边跨箱梁刚性连接。由此引起主桥结构的水平位移只能在另一端(隆昌侧)发生,导致隆昌侧主墩水平力过大,钢沉井基础合力偏心距大。

   (2) 采取改善钢沉井基础受力的措施

   钢沉井基础顶面弯矩大,左右墩身受力极不均匀。为减小钢沉井基础的合力偏心距,采取两种措施:①将沉井中心向纳溪侧偏离墩中心80cm,使恒载自重产生一反向抵抗弯矩;②中跨合拢前,在合拢段施加8000kN顶推力。

   ③ 钢沉井与桩基共同作用成为组合基础,受力合理,造价经济。

   (3) 小边跨侧(纳溪岸)设锚碇桥台与箱梁刚性连接平衡主桥结构。为保证锚固的可靠性,减小锚碇的工程规模,布置18根方形抗拉锚桩,通过设在锚桩内竖向预应力束将桥台可靠地锚于基岩中。

   (4) 主桥全桥仿真分析及0号块应力集中的处理

   进行了全桥结构仿真分析,计算工况包括施工阶段和成桥运营阶段共13种,并对最大悬臂状态进行了动力分析。

   对0号块应力集中的进一步分析结果,最终选用减薄横隔板顶端厚度,并加大此部位倒角尺寸,减弱相交部位的节点刚度突变,从而大大减小了应力集中的程度。

   (5)完成了《特大跨不对称预应力钢筋混凝土连续刚构施工控制与质量管理》课题研究,包括1:1研究抗板桩锚固性能及沿桩身应力分布的模型试验,上拔力2000t时无明显竖向位移,后进行破坏试验。

   泸州长江二桥曾获得四川省优秀设计一等奖,四川省天府杯金奖,其施工及控制技术获中国公路学会科学技术三等奖。

   4 有关资料

   桥  名:四川泸州长江二桥

   桥  型:预应力混凝土连续刚构

   跨  径:145+252+54.75m

   设计单位:四川省交通厅公路规划勘察设计研究院

    Sichuan Province Communications Department Highway Planning, Survey, Design and Research Institute

   施工单位:四川省公路桥梁建设集团有限公司

    Sichuan Highway ang Bridge Construction Group Co., Ltd.

   混凝土用量:91333m3

   钢材用量:11048t

   造价:1.462亿元

   建成日期:2000年11月

   
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