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武汉阳逻长江公路大桥
2015-04-03 

   1、概况

   武汉阳逻长江公路大桥位于武汉市东北郊,上距武汉关约30 km,武汉绕城公路东北段与京珠、沪蓉国道主干线经该桥跨越长江。

   桥址区历年最大风速为29.7m/s,风向为北北东向。桥位北岸为自然岸坡,南岸为人工堤防,常水位时江面宽约1000~1100m,大堤之间距离约为1500m。桥位河段紧贴阳逻岸近岸较长范围有一深槽,槽宽水深,河床断面为窄深型。桥址区自北向南基岩埋藏由浅到深,弱风化岩顶面高程由北锚碇处的14.2m变化到南锚碇处的-30m。

   图1  大桥全景

   该桥主桥采用主跨1280m的单跨钢箱梁悬索桥。本桥南锚碇所处位置为低漫滩平原,覆盖层较厚,根据地质条件及防洪要求,南锚碇基础采用圆形地下连续墙方案。

   该桥为双向六车道高速公路特大桥,设计行车速度120km/h;桥位区20m高度处100年一遇10分钟平均最大风速为33.4m/s;船舶撞击荷载:顺水流方向27000kN,垂直水流方向13500kN;地震基本烈度6度,按7度设防;标准净高为设计最高通航水位以上大于24m,净宽为双向通航不小于425m、单向通航不小于230m;设计洪水频率:1/300。

   大桥工程总长10 km,由北接线、北引桥、主桥、南引桥、南接线几部分组成,其中桥梁长约2725 m,接线长7275 m。

   2、主桥结构

   主桥为单跨吊悬索桥,桥跨布置为250m+1280m+440m(图2),主梁为扁平钢箱梁型式;索塔为混凝土结构,横梁为钢剪刀撑型式;北锚碇采用扩大基础实腹式锚体重力式锚;南锚碇采用圆形地下连续墙基础框架式重力锚。 

   图2  主桥桥型布置

   1)锚碇及基础

   北锚碇采用深埋直接基础重力式锚碇,以弱、微风化细砂岩作为持力层。锚碇总体轮廓尺寸为70.5m长×54m宽×45.7 m高。基础底面设置两个台阶,基坑采用放坡大开挖,基坑底轮廓尺寸为长65m×宽60m(图3)。锚体混凝土总方量约8.74万m3,基坑总开挖土石方约31万m3。锚体采用实腹式;主缆索股散索长度23m,锚固长度20m,折射角48。

   图3  北锚碇构造

   南锚碇采用深埋圆形扩大基础重力式锚碇,以卵石、圆砾层作为基底持力层,锚体总体轮廓尺寸为70.4m长×54m宽×26.5 m高。锚体为空腹框架式,锚体混凝土约4.02万m3。主缆索股散索长度23m,锚固长度19m,折射角35(图4)。

   南锚碇基础采用外径73m、壁厚1.5m的圆形地下连续墙加内衬作为基坑开挖支护结构,基坑最大挖深45.5m。地下连续墙嵌入弱风化砾岩1~2.5m,墙体总深度54.5~61.5m。地下连续墙施工完成后,采用逆作法,分层(分层厚度3m)开挖土体、施工内衬。基坑混凝土总方量约17.3万m3,挖方约16.6万m3。南锚碇下伏砂层及砾石层与长江相通,为了确保长江大堤的防洪安全,在地下连续墙以外10m处,设置厚80cm的自凝灰浆挡水帷幕,墙底以下10m深度范围内风化岩裂隙进行压浆封水处理。

   锚固系统采用预应力钢绞线锚固系统。为了确保锚固系统乃至整个桥梁的安全与耐久性,进行了“无粘结可更换”预应力锚固系统的研发和应用,钢铰线采用“表面喷涂环氧树脂+油脂”防腐体系。

   图4  南锚碇构造

   2.索塔及基础

   南、北索塔基础采用分离式承台(图5),每个基础分别设置50根直径2.0m和28根直径2.8m的钻孔灌注桩。南、北索塔承台厚6m。索塔采用带剪刀撑的框架结构,设置两道横梁。塔柱为C50钢筋混凝土空心结构,横梁为预应力混凝土箱型,剪刀撑采用钢箱。南、北索塔塔柱均为钢筋混凝土箱形结构,高度分别为169.812 m和163.312 m(图5)。

   图5  南索塔构造

   3)缆索系统(图6)

   两根主缆中心距为35.0 m,矢跨比1﹕10.5。南边跨及中跨主缆由154股索股组成,北边跨主缆由162股索股组成。索股由127丝直径5.35mm的镀锌高强钢丝组成,钢丝极限抗拉强度1670MPa。

   吊索采用直径5.1mm、标准强度1670Mpa的平行钢丝吊索,标准间距16m。上、下端均采用销接式,锚头采用热铸锚。吊索中部安装减震架,与钢箱梁连接方式采用销接。

   主鞍及散索鞍采用铸焊结合的混合结构。

   图6  缆索系统构造
 
   4)钢箱梁
   加劲梁采用流线型扁平钢箱梁。全桥共分3种类型80个梁段制作安装,标准梁段长16m。钢箱梁高3.0m、宽(含风嘴)38.5m,两侧风嘴外各设置50cm宽的导流板。钢箱梁采用Q345-D合金钢,全焊连接,外部采用电弧喷铝防腐方案,内部设置抽湿系统。钢桥面铺装采用厚6cm环氧沥青(图6)。

   3、主要技术特点和创新点

   1)主桥一跨过江,跨径位居国内第四、世界第八;该桥为武汉市东北第一大门,亦为该地区标志性建筑。

   2)南锚碇基坑工程采用外径73 m、壁厚1.5 m、深61.5 m、开挖深度45.5 m的圆形地下连续墙加内衬的支护结构型式。工程规模巨大,被业内专家誉为“神州第一锚”。《武汉阳逻长江公路大桥南锚超深基坑工程关键技术设计》获2005年湖北省优秀工程勘察设计一等奖。

   3)国内首次研究采用锚碇“即时监测无粘结可更换式”预应力锚固系统,从根本上解决了悬索桥的耐久性问题。《可更换悬索桥锚碇预应力锚固体系》获2005年国家实用新型专利(专利号ZL 2004 2 0115180.X)。

   4)南锚碇基坑工程采用厚80cm的自凝灰浆挡水帷幕,平均深度达52m。

   5)剪刀撑门型索塔,结构新颖、外形独特美观,为国内首例。

   为研究解决该桥南锚碇在设计、施工以及管理上诸多关键技术问题,开展了《超深特大型圆形地下连续墙悬索桥锚碇创新技术研究与应用》课题研究,主要研究内容包括:地下连续墙悬索桥锚碇基础研究;圆形地下连续墙悬索桥锚碇基础施工关键技术研究;圆形深基坑信息化施工技术研究与应用;圆形地下连续墙深基坑封、降、排水系统研究与应用;超深自凝灰浆挡水帷幕研究与应用;无粘结可换式预应力锚固系统试验研究与应用等。该研究成果已通过交通部科技教育司组织的技术鉴定,总体上达到了国际先进水平,其中无粘结可更换式预应力锚固系统研究成果属国际首创。社会效益和经济效益显著,具有广泛的推广应用前景。锚碇工程“超大圆形地下连续墙深基坑”、“可换式无粘结预应力锚固系统”及“超深自凝灰浆挡水帷幕”,其成果被中国交通企业管理协会评为“中国企业创新记录项目”。

   4、有关材料

   建设单位:武汉绕城公路建设指挥部

   主桥设计单位:中交公路规划设计院有限公司和湖北省交通规划设计院联合体

   施工单位:中交第二航务工程局有限公司、中铁大桥局集团有限公司

   混凝土用量:

   钢材用量:

   造价:19.6亿元

   开工日期:2003年11月

   完工日期:2007年10月

   
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