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金塘大桥
2015-09-01 
   
   该桥是舟山大陆连岛工程中的第五座跨海特大桥,连接金塘岛和宁波大陆,跨越灰鳖洋海域,西侧为水下浅滩和边滩,深度为5m至6m,东侧为金塘西侧沿岸深槽,槽深达27m左右。局部冲刷达10m左右。桥位处第四纪覆盖层厚度一般大于80m~110m。总体工程地质条件复杂,各段变化较大。大桥全长26.54km,跨海大桥长18.27km。

   该桥为双向四车道高速公路标准,设计行车速度100km/h,全宽26.5m, 最大纵坡3.0%,结构设计基准期主桥100年,运营期设计基本风速40.44m/s,设计最高通航水位3.28m ,通航标准5万吨级,主通航孔通航净宽544m,通航净高51m ,地震基本烈度7度。

   (1)桥跨布置

   全桥总体布置为:[7m+2×5×30m+2×7×50m](金塘侧引桥)+[122m+216m+122m](东通航孔桥)+[6×50m+3×6×60m+(70m+10×118m+70m)](东段非通航孔桥)+[77m+218m+620m+218m+77m](主通航孔桥)+[149×60m](中段非通航孔桥)+[87m+156m+87m](西通航孔桥)+[68×60m](西段非通航孔桥)+[11×50m](浅水区引桥)+[(45m+72m+45m)+35×30m+(30m+2×45m+30m)+13×30m](镇海侧引桥)。本文仅介绍主通航孔桥和非通航孔60m跨连续梁桥。

   (2)主通航孔桥

   主通航孔桥采用双塔双索面五跨连续半漂浮体系钢箱梁斜拉桥(图30),桥跨布置为77m+218m+620m+218m+77m,两边跨各设一辅助墩和过渡墩(图31)。

   图30金塘大桥主通航孔桥全景

   图31  金塘大桥主通航孔桥型布置

   索塔采用钻石形塔,有利于减小顺桥向波浪力。基础采用42根Φ2.5m~3.0m的变直径钻孔桩群桩基础,整体式承台外周设防撞钢套箱。斜拉索采用平行钢丝斜拉索。斜拉索在索塔端通过钢牛腿支撑的钢锚梁进行锚固,下端通过耳板与钢箱梁销铰连接。

   主梁采用封闭式流线形扁平钢箱梁(图32),箱梁全宽30.1m(包括风嘴),中心线处梁高3.0m,标准节段长14m。塔梁内均设除湿装置。

   图32 箱梁标准横断面

   辅助墩与过渡墩采用矩形实心墩,在横向设置两片分离式墩身。基础采用Φ2.5m~3.0m的钻孔桩+整体承台的型式。

   为增加有效作业时间,提高施工质量,主桥钻孔桩施工采用大型海上施工平台(图33、34),其上布置料场、混凝土搅拌站、作业区、生活区。承台采用钢套箱围堰施工工艺。钢套箱结合防撞设施一体设计,由防撞体、底板和搁置支撑系统组成,重1600t。防撞钢套箱在码头边浮平台上拼装成整体,用拖轮拖至现场,2艘大型浮吊一次抬吊安装就位(图35),误差小于3cm。

   图33 主墩钻孔桩施工平台

   图34 主墩基础施工

   图35  钢套箱吊装

   塔柱采用液压爬模逐段连续施工,每段高4.5m。下塔柱施工时加设了水平拉杆,中塔柱设置了5道水平横撑(图36)。

   图36 塔柱施工

   (3)非通航孔60m连续梁桥

   桥海中区段60 m等高度预应力混凝土连续梁桥采用双箱分幅断面,每幅宽12.3m。下部结构小于19m墩高均采用预制墩身。

   钢管桩最大桩长90.5m,直径采用φ1500mm,由上段壁厚25mm的直缝管和下段壁厚22mm的螺旋管组成。采用目前最先进的全旋转打桩船“海力801”和“天威号”施打(图37)。防腐采用外表环氧粉末熔融涂层加牺牲阳极的阴极保护。

   上部结构采用先简支后连续的预应力混凝土箱梁,梁高3.4m,梁重达1575t,共计470片。采用陆上大型预制场整孔预制。预制场设8个预制台座和24个存梁台座,每月可生产30片箱梁。采用两台900t国产轮胎搬运机将预制箱梁运至专用码头落驳(图38),驳船运输至桥位,由奋进号架梁船吊装就位(图39),先简支后连续形成连续梁(图40)。

   图37 全旋转打桩船“海力801”

   图38 国产900t轮胎式搬运机

   图39奋进号架梁船架设箱梁

   图40 已就位的60米连续梁

   (4)主要技术特点和创新点

   1)金塘大桥主桥斜拉索塔端锚固采用新型钢牛腿钢锚梁组合结构(图41),该钢锚梁由一根锚固梁和四个锚固头组成,可以锚固四根空间斜拉索。其构造新颖,受力明确,便于施工,耐久可靠。为了确保新型锚固构造的可靠性,进行了足尺模型试验以验证钢锚梁、钢砼结合构造的受力特性。

   图41 新型钢牛腿钢锚梁

   2)采用工厂化制作钢管桩、砼预制墩身及60m整孔箱梁,既保证质量,又加快了施工进度。

   3)60m非通航孔桥采用架设与运输分离的模式,效率高,最多时一天可架设4片箱梁。 

   4)采用复合氨基醇类阻绣剂,减缓混凝土早期强度增长,与同类桥梁相比,在其它措施不变的情况下,有效减少了混凝土裂纹的产生。

   5)研制的900t轮胎搬运机,使预制场内移运箱梁非常灵活,明显优于滑轨。

   (5)有关资料

   桥  名: 金塘大桥

   桥  型: 主通航孔桥采用双塔双索面五跨连续半漂浮体系钢箱梁斜拉桥

   跨  径: 主跨 620m

   桥  址: 浙江舟山群岛

   金塘大桥主要设计与施工单位一览表(主桥及60预制箱梁)

   承包人(中标单位) 备注

   设计

   中交公路规划设计院 总体

   浙江省交通规划设计研究院 主桥

   中铁大桥勘测设计院有限公司 非通航孔桥及西通航孔桥

   施工

   中交第二航务工程局有限公司 主桥、60m箱梁下部

   中铁四局集团第二工程有限公司 60m整孔箱梁预制

   中交第二航务工程局有限公司 60m整孔箱梁架设

   中铁宝桥股份有限公司 主桥加劲梁制造及工地焊接

   中交第一航务工程局有限公司 60m箱梁下部

   宁波山鼎钢管工程有限公司 钢管桩制造

   主通航孔桥——混凝土用量:30799m3 ;钢材用量:58667t

   其它通航孔桥和引桥——混凝土用量:939791m3 ;钢材用量:334253t

   全桥指标——混凝土用量:970590m3 ;钢材用量:392920t

   造价:77亿元; 

   
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