施工過程
萬州長江二橋位於萬州主城區下遊。全橋長1148.86米,寬20.5米。為懸索橋,主塔主跨1跨,580米,雙向四車道。
萬州長江二橋是壹座大跨度懸索橋,規模大,技術要求高,制約因素多。其設計具有明顯的技術特征,總投資25487萬元。
該項目於2000年開工,2003年6月建成通車。
橋梁工程
圖式原理
根據地形、工程地質和水文條件,並考慮規劃、通航要求和接線條件,合理選擇橋跨方案,方案選擇主要遵循以下原則:
1,滿足通航、立交、接線等相關規劃要求。
2.它結構新穎,外形美觀,經濟實用,施工相對簡單,力求在結構形式上與萬州區修建的長江大橋和“萬依鐵路長江大橋”有顯著區別。
3.減少或避免水下基礎施工,加快施工進度,降低施工成本。
4.優化各種設計和施工方案,控制項目投資和工期。
在該橋的可行性研究和初步設計階段,對多種橋跨結構形式進行了綜合研究和比較。根據工程特點,主橋側重於懸索橋和斜拉橋的設計方案,引橋以40m跨度的T型簡支梁為主。長江大橋主橋已建成鋼筋混凝土箱形拱橋。為避免橋型雷同,本橋不與同類結構進行比較。同時,拱橋結構也會增加船只撞上拱圈的可能性。該橋的地形特點不適合修建拱橋,從結構受力、跨越能力、工程投資等方面考慮,不宜采用其他橋型。本橋工程投資控制嚴格,主橋投資在整個工程中占很大比重。在確保安全的前提下,結合橋梁的技術特點采取切實可行的設計和施工措施,將對控制整個工程的投資起到重要作用。
主橋懸索橋方案
根據地形、地質、水文條件,對主橋懸索橋方案與多種跨徑方案進行了比較。為了控制工程投資,均設計為單跨懸索橋。各橋位方案的合理跨徑選擇範圍在500m ~ 720m之間,蓄水位和錨碇設置位置的影響是主要控制條件。對於推薦的橋位,分別考慮了500 m和580m兩種橋跨方案。根據懸索橋的技術特點和橋梁的具體情況,主橋加勁梁方案的合理性對保證總體設計方案的先進性和合理性起著非常重要的作用,需要進行研究和比較。從性能要求、施工條件、工期、航道管理等方面考慮,加勁梁采用鋼結構方案,按照整體節段制造和現場節段架設連接方案設計。設計中分別采用了扁平鋼箱梁、鋼桁架梁和空間鋼管桁架。
(1)扁平鋼箱梁加勁梁在國內外大跨度懸索橋設計中應用廣泛,技術成熟,結構整體性好,風阻小,氣動穩定性好,上部結構整體重量輕,有利於其他相關工程量的有效控制。但鋼箱梁整體用鋼量大,單位加工制造成本高。因此,也要高度重視相應橋面鋪裝的開裂、施工復雜、造價高等問題。
(2)鋼桁梁也是懸索橋常用的加勁梁結構。應用於該橋設計時,結構用鋼量遠低於鋼箱梁,單位制造成本明顯更低。雖然上部結構整體重量大於鋼箱梁方案,相關工作量增加,但大橋擬采用隧道式錨固結構,錨固在總工作量和投資中所占比例相對有限,相比重力式錨固的懸索橋。鋼桁梁方案在該橋中具有良好的應用條件,對控制橋面鋪裝開裂也有很大的好處,而且對其鋪裝的技術要求遠低於鋼箱梁方案,因此施工相對簡單,造價較低。
(3)空間鋼管桁架具有良好的氣動性能,其結構用鋼量明顯低於鋼箱梁和鋼桁梁。考慮到本橋主要技術經濟指標的合理控制和橋梁技術的發展,本方案作為設計中的主要推薦方案進行了研究和比較。在其他鋼管桁架橋應用的基礎上,采用空心鋼球實現理想的鉸接。避免了構件空間相交處復雜的數控切割工藝,構件二次應力小,加工制造簡單。同時采取結構處理措施,進壹步改善節點局部受力狀況。為加強結構的整體剛度,擬將橋面與網架結構連成整體,參與結構的整體受力和變形要求,改善其性能指標條件。
主纜采用預制鍍鋅平行鋼絞線,水平布置在兩側人行道外。兩根電纜之間的中心距離根據結構要求確定。為保證錨具間合理的間距控制要求,主纜設置壹定的向外水平偏轉角。通過對不同矢跨比結構的應力、變形、材料消耗的綜合比較,確定矢跨比為1/10.5,采用主纜。對預制鍍鋅平行鋼絲束和鋼絲繩兩種方案進行技術經濟比較,確定預制鍍鋅平行鋼絲束,根據加勁梁方案和結構特點合理確定吊桿間距,壹般采用7 ~ 13m,吊桿安全系數k≥3.0;熱鑄錨具用於大型索和吊桿的錨固連接,索夾、索鞍和連接套均采用鑄鋼制造,其中索夾為兩件式,安裝時用高強度螺栓連接。為了控制運輸和吊裝重量,索鞍分為兩半,然後在塔頂組裝。根據應力和變形控制的要求,主橋端部分別設置豎向拉壓支座和水平抗風支座。
橋塔采用鋼筋混凝土門式框架結構,各方案塔高約130 ~ 170 m,根據地質條件,基礎采用鉆孔灌註樁基礎。為了有效控制工程投資,考慮地形地質條件,本橋采用隧道式錨碇,但必須考慮地下水和蓄水的影響。為防止巖石裂縫和節理面因滲水而軟化,應相應采取嚴格的防水措施。相對而言,對於同壹橋位,采用大跨度可以有效改善錨碇的穩定條件,但相應的上部工程量和投資會大大增加。
主橋斜拉橋方案
在各橋位對主橋斜拉橋方案的各種跨徑組合進行了綜合比較。根據地形地質條件,除袁家登橋址采用三塔四跨斜拉橋外,其余均為雙塔三跨斜拉橋,主跨合理選擇範圍在380m ~ 500m之間,橋梁采用空間雙索面、扇形密集索系,橋面索間距壹般為8 m左右,斜拉索為鍍鋅鋼絲組成的平行鋼絲束,采用PE材料保護,采用冷鑄墩頭錨固。加勁梁采用預應力混凝土結構和空間漂浮體系。綜合比較了邊主梁和雙箱梁的截面形式。根據不同跨度,梁高為2.5 ~ 3.5 m,並對是否設置邊跨輔助墩進行了詳細的比較分析。橋塔為寶石形鋼筋混凝土結構,主塔梁體以上部分呈“A”字形。不同方案的塔高在210 m ~ 230 m之間,建築高度很高。基礎采用鉆孔灌註樁基礎。
引橋設計
根據橋梁的地形地質和施工高度,為方便設計和施工,控制工程投資和工期,各橋跨布置方案中引橋壹般采用預應力混凝土T形簡支梁,跨度按25m ~ 40m考慮。引橋橋墩為雙柱墩,橋臺壹般設計為U型橋臺或肋板式橋臺。橋臺過高時需要專門研究,基礎為鉆孔灌註樁基礎。另外,對於主橋為單跨懸索橋的方案,引橋長度較長,橋梁建設高度很高。結合地形特點和地質穩定條件,設計中還對相應的大跨連續結構方案進行了綜合研究和比較,為方案決策提供了科學依據。
主橋和引橋的行車道板和人行道板主要采用預制構件,以加快施工進度,便於施工質量控制;根據當地工程實踐,考慮到防止路面開裂,橋面鋪裝采用鋼纖維混凝土,鋪裝施工後需進行鋸割處理;為保證外觀美觀,合理控制工程投資,人行道欄桿、燈桿均采用鋼結構,材料采用復合鋼管結構,表層采用不銹鋼,內層采用壹般鋼材,滿足相關剛度要求,投資中考慮了景觀照明的特殊要求;根據通航論證結論的要求,考慮航標燈設置、港務監督和航道管理的具體要求;受山區地形等條件的限制,連接條件非常困難,制約因素很多。設計中分別對平交道口和立交方案進行了綜合比較。
技術標準
1.道路類型:城市快速幹道。
2.行駛速度:60公裏/小時
3.設計荷載:汽車-20級以上;檢查負載:拖車-120
4.橋面寬度:15m+2 × 3m+(橋梁結構寬度)
5.橋面縱坡、橫坡:縱坡≤ 3%,橫坡為向外雙向橫坡的2%。
6.通航水位:根據三峽水庫正常水位計算橋址回水。
7.通航標準:壹級航道,通航凈空高度24m,凈寬300m。
8.地震烈度:ⅵ度。考慮到本橋為特殊重點橋,按ⅶ度設防。
9.本工程采用北京坐標系和黃海高程系統。
重要意義
這座橋是壹座超大橋塔的懸索橋。該項目於2000年開工,2003年6月建成通車。萬州是三峽庫區最大的移民城市。萬州長江二橋的建成通車,不僅有利於萬州城市的發展,也有利於三峽庫區移民的生產生活。
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