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上海南浦大桥
2015-06-15 

   1.概况

   南浦大桥位于上海市南码头,是市区跨越黄浦江连接浦西老市区与浦东开发区的重要桥梁,是上海市内环线的重要组成部分,也是振兴上海开发浦东的起步工程(图1、图2)。该桥全长8346m,主桥长846m,主跨采用423m结合梁斜拉桥,一跨过江,桥下通航净高46m。桥面宽30.35m。设计荷载为汽-超20级,全重3000kN平板车验算。

   图1  大桥全景

   图2  大桥夜景

   2.主桥结构

   主桥采用双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥(图3)。主塔高150m,采用折线H形钢筋混凝土塔柱。塔柱每侧各22对斜拉索,双索面呈扇形布置,在塔柱中央设置一对垂直索, 以代替梁下竖向支承,使主梁在纵向成功为漂浮体系。结合梁的平面钢梁格由两个钢工字形主梁,车行道横梁、小纵梁(桥纵轴处)、钢人行道悬臂梁组成。钢主梁中距为24.55m,梁高2.21m,之间设有纵向间距4.5m的工字形钢横梁(图4)。边跨设置辅助墩,主桥两端及边墩处设置640mm组合式大位移伸缩缝。大桥设有4部垂直电梯,供游人上桥游览观光。

   图3  总体布置(单位:mm)

   图4  一般段横断面(单位:mm)

   (1)主桥塔是一座带上下横梁的双肢折线型混凝土空心塔柱,高度150m,是主桥最重要的承载构筑物(图5),主桥塔共分五个组成部分:下塔柱向外倾斜,斜率为1:5.71826;中塔柱向内倾,斜率为1:8.5,截面形式为菱矩环形,因为0号拉索穿过中塔柱内侧壁,故增设28对预应力束加强;上塔柱垂直,内芯有19对锚固钢梁;上、下横梁,断面为8×6.7m、壁厚70cm的空腹箱梁,跨度分别为25m和37m。塔柱采用C40混凝土,表面要求为清水混凝土,轴线竖向偏差允许H/3000以内,22 对预埋拉索束管标高及平面位置允许偏差仅±2mm。  

   图5  主塔塔柱立面及剖面(单位:mm)

   (2)钢梁――是由国外(比利时)引进定尺钢板,材质为细晶体高强度合金钢,标准节段的主梁长9m,梁高2.2m,上下翼缘宽为80cm,重21t。横梁长24m,梁高为1.5~1.7m变高度(以适应2%横坡),重18t。钢板最大厚度为80mm,是国内桥梁构件中最厚的钢板,钢梁在工厂中焊接要进行120~180℃高温预热,采用自动埋弧焊。焊缝一次合格率:射线为92%,超声97%,磁粉99%。钢梁需在工厂内经试拼装(三段一拼)无误后,才允许运往工地安装。统计资料表明:18~25m长的构件加工精度达到3mm,三节试拼装总长54m的误差<5mm,14万套高强螺栓孔通过率为100%,连接面磨擦系数超过设计指标,密贴度达98%。

   每个标准节段由2根主梁、4根横梁、4根小中梁及4根牛腿梁组成。全桥共有主、横梁438根,总重6300t。在工厂中钢梁经喷砂,除砂后只涂二道底漆和一道面漆,最后一道面漆待全桥完工后在现场钢梁下的安全平台上操作完成。面漆采用桔红色氯化橡胶漆(底漆采用环氧富锌漆)。钢梁安装(图6)。

   图6  钢梁安装

   (3)桥面板

   桥面板:全桥共有500多块,除少数现浇外,均为现场预制安装, C60混凝土,车行道板尺寸为11.775×4.03×0.265m,重33t,人行道板尺寸为2.6×8.53×0.265m,重13.8t。

   (4)索――全桥共有斜拉索180根,总重量1464t。

   钢索是从国外(原西德)引进φ7镀锌高强钢丝,首次编制成“热挤压聚乙烯护套、大节距扭绞斜拉索”。在6种规格直径的索中(127φ7~265φ7)最长的索223m,重21t,由265φ7高强钢丝编成。索的外防护采用PE护套。PE料是用国外购进粒状聚乙烯原料,经热塑挤压成型,紧固于钢索之外形成护套。钢索在塔上张拉最大吨位6000kN,在厂内超张拉1.5倍达9000kN,为便于绕索成盘,加工时将索扭转成4°转角,节距为4~6m。最后盘在直径为4m的索盘上,经陆路或水路运到工地。

   索的两端采用冷铸镦头锚,其下端锚固在钢主梁外侧的锚箱中,上端悬挂在110~150m高的塔柱上,张拉后固定在塔内的锚固钢梁上(图7)。桥面上的水平索距除岸跨8-9#段索距为4.5m外,其余均为9m,在塔上垂直索距为2m。聚乙烯护套的使用寿命不少于30年,设计中已考虑到在不影响通车的条件下,每次可更换一根斜拉索。

   图7  斜拉索鸟瞰

   3.主要技术特点和创新点

   (1)设计理论、技术措施、施工方法等四种对策有效地控制叠合梁桥面裂缝的发生,解决了同类桥存在的结构裂缝问题。

   (2)在国内首次进行了系统、全过程的风洞模型试验及完整的理论分析,使我国的桥梁抗风研究进入世界先进行列。

   (3)首次采用了地震危险性分析估计地震动参数,开发了多功能大跨度桥梁非线性地震反应分析软件,定量评估结构地震反应,确定了结构抗震可靠度。

   (4)施工中建立了系统的工程控制技术,开发了桥面吊机、施工架设平台、垂直提升系统、主塔施工斜爬模、多功能600t张拉千斤顶、高性能泵送混凝土等多项国内首创技术,总体上达到国际先进水平。

   (5)钢梁低温自然合龙技术,确保合龙精度“零”的工艺。

   (6)产品开发中首次采用国产工厂化生产的拉索,φ30mm最大高强度螺栓、大位移伸缩等,代替进口,且产品均达到国际最高标准,节约大量外汇。

   南浦大桥获国家科技进步一等奖、国家优秀设计金质奖、国家建筑工程鲁班奖。

   4.有关资料

   桥  名:南浦大桥

   桥  型:双塔双索面钢与混凝土结合梁斜拉桥

   跨  径:423m

   桥址:上海市

   设计单位:上海市政工程设计研究总院

   施工单位:上海第一建筑有限公司、上海第三建筑有限公司、上海第五建筑有限公司、上海第七建筑有限公司、上海市第一市政工程有限公司、上海市基础工程公司、上海市机械施工公司、上海沪东造船厂、上海浦江缆索有限公司

   混凝土用量:

   钢材用量:

   造价:

   完成日期:1991年11月

   
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