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广东佛开高速公路九江大桥
2015-03-13 
   
   1、 概况

   广东佛开高速公路九江大桥是广东省佛山至开平高速公路上的一座特大型桥梁。它位于佛山和江门两市之间,跨越南海和鹤山交界处的西江干流,佛开高速公路九江大桥全长为1819.16m,桥运总宽25.47m,主桥为预应力混凝土箱形连续梁桥。

   图1 广东佛开高速公路九江大桥

   佛开九江大桥桥位处江面宽1200m,设计流量46736m3/s,设计流速2.3m/s,主槽最大冲刷深度39.178m。九江大桥河床为第四纪松散沉积层及燕山期花岗岩(Ra=9~147.3MPa),覆盖层最大厚度约72m,其中砂层厚68m。九江年平均气温21.6-22.6℃,年平均降雨量1619~1800mm,夏季受台风影响。

   佛开高速公路九江大桥双向四车道高速公路特大桥,设计速度100km/h;桥位区设计风速33m/s;船舶撞击荷载Pmax=12000kN;地震基本烈度7度;通航净空:两孔80m(宽)×22m(高)。

   本桥是广东省首次引进世界银行贷款修建的公路项目之一,按照FIDIC条款进行工程招标。

   2.主桥结构

   佛开高速公路九江大桥主桥为六孔一联(50+100+2×160+100+50)m的大跨度预应力混凝土连续梁, 是当时国内最大跨径和规模的混凝土连续梁桥。

   图2 广东佛开高速公路九江大桥桥型布置图(单位:cm)

   (1)主墩

   九江大桥三个主墩,全部位于深水区,每墩采用18根φ250cm~φ220cm变截面嵌岩群桩,最大桩长达99.0m。主墩承台尺寸为30.372×13.6×5.5m,体积约1888m3,采用封底钢套箱施工,三个主墩桩基共浇筑混凝土13986m3,承台及水下封底混凝土7080m3。下部结构为预应力混凝土空心墩,平面尺寸为6.8×4.0m,墩高为15.74~16.90m。

   图3主墩桩基(单位:cm)  

   图4  主墩承台封底钢套箱施工

   (2)主梁

   主梁为单排支座多跨变截面预应力混凝土连续梁,为单箱单室结构,大吨位群锚体系,设计采用预制悬拼施工。根部梁高9.0m,合拢段梁高3.0m,箱梁顶板宽11.898m,底板宽6.8m,顶板原40~28cm,腹板厚90~40cm,底板厚150~23cm。单T划分为49个梁段。块件最大长度4.0m,最大重量(除0#块外)为1197kN,主墩上每个墩设两个球面支座,每个支座的承载力为31900kN。采用纵竖双向预应力。

   除0~2#块采用墩旁托架悬臂浇筑,其他梁段采用预制块件悬拼吊机施工。而南边68.5m(边跨50m+18.5m合拢段)则是靠与南岸连续梁顶推施工一起顶推到位后解联而成。北边68.5m(边跨50m+18.5m合拢段)采用现浇支架施工。

   图5  主墩0~2#块墩旁托架悬臂浇筑施工

   图6  主桥悬臂拼装拼施工

   图7  南岸顶推施工

   3、主要技术特点和创新点

   (1)佛开高速公路九江大桥主桥跨径160m,是当时国内最大跨径的预应力混凝土连续梁桥。至今仍是采用悬拼施工的最大跨径连续梁桥。

   (2)先进的分段长线多点预制技术及预制场软土地基不均匀沉降条件下调整标高和平面线型的技术

   施工采用长线分段多点预制的方法,按工期要求设四个长线预制台座,每台座周转使用三次;每个悬臂又分三段来预制。这样多工作面同时进行施工,既有长线预制的高精度优点,又通过分段多点预制保证了三个主墩六个“T”同时悬拼对预制梁块的需求。

   佛开九江大桥预制场地基属于软土地基,箱梁预制过程中预制台座发生了随时间、荷载变化而不断变化的横向不均匀沉降与纵向不均匀沉降。针对这种情况研究的软弱地基大吨位大型预制场预制构件调整标高和平面线型的测量控制技术,较好地保证了构件预制预制过程中的轴线及标高。

   (3)先进的大跨度箱梁悬臂吊机拼装总体线型调整控制技术

   该项目经过研究攻关,采用:①、拼合断面采用横竖双向多齿键;②、底板预加临时预应力;③、合理设置预抬高量、湿接缝及三维动态控制拼装线型等几项技术工艺措施,悬拼的梁体线型要求在预制场上一次形成,且要通过预设的抬高量和湿接缝的调整,以及施工过程的严格控制等综合技术才能达到精度要求。

   (4)先进的全断面暗管无粘结预应力拼装技术

   在佛开九江大桥的施工中采用了全断面暗管无粘结预应力拼装技术:即将管道分为三段,从两端张拉断面到各自对应的前一接缝断面各为一段,中间为一段;按满足钢束握裹力的要求先对头尾两段进行压浆,中间段的压浆则等主桥合拢,全部预应力钢束张拉完后,与合拢钢束及纵向连续束的压浆一同进行。其优点是:拼接质量非常好,消除了压浆过程中的串浆弊病,使压浆更饱满,加快了施工进度。

   (5)刷新了同类规模的连续梁桥的预制拼装速度

   佛开九江大桥160m大跨连续梁大胆采用悬拼方法施工,每套吊机每天可拼装一对箱梁块件,每个T构悬拼21对,全桥只花135天就悬拼完毕。

   (6)以引桥顶推施工连续梁来合龙边跨

   引桥50m箱梁采用柔性墩多点顶推法施工。

   在岸上顶推箱梁制梁台将主桥边孔及辅孔接长段的68.5m箱梁如顶推箱梁一般分段预制好后,把它作为顶推连续梁的前联,与南岸连续梁(后联)一同向前顶推。最后与主桥悬拼施工的箱梁端部合拢成为主桥连续梁的一部分,避免了边孔及辅孔接长段的落地支架现浇。

   (7)微差 (毫秒)爆破解除墩梁固结技术

   在佛开九江大桥悬拼施工中,墩梁临时固结方式采用临时支承混凝土垫石加竖向预应力粗钢筋锚固。在体系转换时,采用的微差 (毫秒)爆破技术,不但使施工更为安全可靠,大大简化了施工,而且经济效益显著,节约资金约200万元。

   (8)佛开高速公路九江大桥在全国率先推行项目法人制,是广东省首个世界银行贷款项目,首次采用国际通用的FIDIC条款管理模式,也是第一个实行国际竞争性投标的项目,第一个实现公开资本市场筹集资金的项目。

   获奖情况:

   佛开高速公路九江大桥大跨度预应力混凝土连续梁桥工程技术研究获2001年度广东省科技进步二等奖

   6、有关资料

   桥名:广东佛开高速公路九江大桥

   桥型:预应力混凝土连续梁

   跨径:50+100+2×160+100+50m

   设计单位:广东省公路勘察规划设计院

   施工单位:广东省长大公路工程有限公司

   混凝土用量:82884m3

   钢材用量:9016t

   造价:3.06亿元人民币

   建成日期:1996年11月28日

   长线预制场

   
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