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湖北鄂东长江大桥
2015-04-28 

   1.概况

   鄂东长江大桥位于长江中下游黄石市、鄂州市,全长5762m,主桥主跨采用926m混合梁斜拉桥(图1)。

   桥位区地形地貌属长江中下游滨湖丘陵区,两岸大堤间距1740m,常水位时江面宽1040m,平均水深20m。覆盖层35m,基岩为弱~微风化泥质粉砂岩、砂岩、砾岩及安山岩,年平均气温17.1℃ ,极端最高气温40.3℃,极端最低气温-11.0℃。

   大桥采用六车道高速公路标准,设计速度100Km/h;基本风速30.1m/s;船舶撞击荷载:顺水流方向19.5MN,垂直水流方向9.75MN;地震动峰值加速度系数:100年超越概率水平10%的加速度系数0.071,100年超越概率水平3%的加速度系数0.126;通航净空:净高不小于24m;净宽为一跨跨过有效通航水域;

   图1 鄂东长江大桥全景效果

   2.主桥结构

   主桥采用3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5=1476m(图2)的九跨连续半漂浮双塔混合梁斜拉桥,边跨设置3个辅助墩和一个过渡墩,桥面全宽36m,主梁中跨采用分离式双箱断面钢箱梁,边跨采用同外形的双箱断面混凝土箱梁,钢混结合面设在中跨距索塔中心线12.5m处。

   图2  大桥桥型布置
 
   (1)索塔基础

   南索塔承台采用长42m、宽23.25m、厚8m,桩基采用7×4共28根钻孔桩,桩径2.5m,桩长76m(图3),按摩擦桩设计。北索塔承台采用长42m、宽29.5m、厚8m,共设33根钻孔灌注桩,覆盖层内直径为2.8m,基岩内直径2.5m,桩长71m。南索塔在河滩上,为确保江堤安全,安排在枯水期完成基础施工;北索塔基础采用钢管桩平台钢套箱方案施工(图4)。

   图3 南索塔基础

   图4 北索塔基础施工

   (2)索塔

   索塔采用“凤翎”式结构,包括上塔柱、中塔柱、下塔柱,下横梁和下塔柱(图5、6)。北索塔高242.5m、南索塔高236.5m;索塔在桥面以上高204.82m,高跨比0.221。上塔柱为对称单箱单室断面,尺寸由8.5m×8.0m变化到9.9m×14.0m,塔壁厚度沿顺桥向为1.0m,沿横桥向为1.2m,中间设钢锚箱。中塔柱为对称单箱单室断面,尺寸由10.2m×6.5m变化到12.3m×7.5m;塔壁厚为1.2m。下塔柱尺寸由12.6m×7.7m变化到13.0m×8.5m。塔壁厚度沿顺桥向为1.8m,沿横桥向为1.5m。

   下横梁为预应力混凝土箱形结构,其内设两道竖向横隔板,横梁高8.0m。上顶宽11.8m,下底宽12.0m,上、下底板厚1.0m,腹板厚为1.5m,横隔板厚1.5m。

   斜拉索在塔内采用钢锚箱结构,钢锚箱分26节,宽2.4m,高2.5~3.6m,单个重23.79~49.73t。第4~30对斜拉索锚固在钢锚箱上,第1~3对斜拉索直接锚固在混凝土底座上;钢锚箱总高72.9m,钢锚箱节段之间采用高强螺栓连接。

   图5 索塔

   图6 索塔施工

   (3)主梁

   钢箱梁采用分离式双箱断面;梁中心线处内轮廓高3.8m,全宽为38.0m(含布索区和风嘴),桥面板设2%双向横坡(图7)。梁高与跨径之比1/243.7,与宽度之比为1/10。钢箱梁主体采用Q345qD,风嘴采用Q235B。标准梁段长度15m,全桥共划分63个梁段,梁段吊装重量97.4t~392.9t。桥面板、底板、下斜底板及中纵腹板纵向主体均采用U形加劲,边纵腹板及顶板、下斜底板的边角部采用板式加劲。顶板和水平底板厚16~25mm,斜底板厚20~25mm,中纵腹板厚14~25mm,边纵腹板厚36mm,其板式加劲厚20mm。横隔板标准间距3m,板厚12~16mm。

   图7 钢箱梁

   一侧预应力混凝土箱梁总长287.5m,箱梁外形与钢箱梁协调一致(图8),梁中心线处梁高3.8m,风嘴宽度为1.0m,边箱底板宽4.4m,中间桥面板宽14.86m,全宽38.0m。横桥向箱梁底板水平,桥面设2%双向横坡。标准横断面底板厚30cm、水平底板厚35cm、斜底板厚为30cm、中腹板厚为50cm。

   图8 混凝土箱梁

   钢混结合段为主梁的关键部位,钢箱梁F梁段采用带T型加劲的U肋,钢箱梁端部设置多格室结构,且在格室内填充混凝土,并通过剪力键及钢板与混凝土的摩擦力传递轴力、剪力和弯矩(图9)。同时在钢格室腹板上采用PBL剪力键,为了使钢箱梁与混凝土箱梁紧密结合,采用预应力钢束进行连接。钢混结合段长8.5m;钢格室在结合面钢箱梁侧2m,钢箱梁加强段3.5m,对应钢箱梁长5.5m,钢格室高度为800mm。

   图9 钢混结合段

   (4)斜拉索

   斜拉索采用1670MPa平行钢丝斜拉索,索面为按扇形布置的斜索面,每一扇面由30对斜拉索组成,全桥拉索共计240根。斜拉索中跨标准索距15m,边跨标准索距7.5m,横桥向两根斜拉索在桥面处的中心距为34.4m。最长拉索长度为493.6m,拉索最大规格为PES-283,单根最大重量(不计锚具)为38.4t。根据索力的不同,需要PES7-121到PES7-283共十二种规格。斜拉索减振措施采用阻尼器、气动措施并用的综合减振方案。

   3.主要技术特点和创新点

   (1)大桥主跨为926m双塔双索面混合梁斜拉桥,是一座跨径仅次于在建的香港昂船洲大桥的世界级特大型桥梁,其建设规模和技术难度居同类型桥梁世界之最。

   (2)对主梁钢混结合段位置、构造及型式等进行了深入的设计研究。首次在千米级混合梁斜拉桥的钢混结合段采用钢格室+PBL键的构造,推动了混合梁斜拉桥的技术进步。

   (3)索塔塔型采用结构新颖的“凤翎”式索塔,应用无支架爬模技术、水平主动撑技术、超高索塔钢锚箱吊装及泵送砼技术、大体积混凝土防裂技术等多项新技术。

   (4)混合主梁中有长287.5m、宽38m的预应力混凝土箱梁。为了防止预应力混凝土宽箱梁开裂,综合设计与施工的控制要素,建立预应力混凝土宽箱梁抗裂工艺及质量控制的技术体系,提炼出预应力混凝土宽箱梁结构抗裂设计与施工工艺的集成技术。

   (5)采用阻尼器、气动措施并用的综合减振方案,对拉索的风雨振取得了良好的减振效果。

   (6)综合考虑索梁、索塔锚固形式及超长斜拉索的张拉架设工艺,反复优化设计,缩短施工工期,完善了千米级斜拉桥的设计和施工技术。

   4.有关资料

   桥  名:湖北鄂东长江大桥、

   桥  型:双塔双索面混合梁斜拉桥

   跨  径:926m

   桥  址:湖北省黄石市、鄂东市

   建设单位:湖北鄂东长江公路大桥建设开发公司

   设计单位:湖北省交通规划设计院

   中交公路规划设计院有限公司

   施工单位:中交第二航务工程局有限公司

    中交第二公路工程局有限公司

   混凝土用量:307000m3

   钢材用量:64000吨

   造  价:27.52亿元

   建成日期:2010年

   
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