武汉阳逻长江大桥

武汉阳逻大桥于2003年11月6日开工建设,2005年4月索塔顺利封顶,开始上部结构安装施工,10月完成猫道并开始架设主缆索股,2006年4月开始吊装钢箱梁,2007年12月16日竣工,2007年12月26日正式通车,总投资19.64亿元。

工程概况

武汉阳逻长江大桥,是武汉绕城公路东北段跨越长江的重点工程,与京珠、沪蓉国道主干线构成湖北省“四纵二横一环”公路主骨架的“一环”。桥址位于武汉市东北,在武汉长江二桥下游27 km处,大桥北岸为武汉市新洲区阳逻镇,南岸为武汉市洪山区。工程总长10 km,桥梁长度2 725 m(其中主桥长1 280 m,引桥长1 445 m),接线长度7 275 m。

桥址北岸为岩石岸坡,南岸为人工堤防(武惠堤),常水位时江面宽1 000~1 100 m,河床深槽偏于北岸。两岸堤间距离1 500 m。南大堤顶面高程29.4 m(黄海高程,以下同),防洪要求较高,堤外地面高程约为22 m,属长江Ⅰ级阶地。

北塔、北锚处覆盖层较薄,弱风化岩层顶板高程15.8~19.8 m,微风化顶板高程-4.4~-8.2 m,基岩完整性较好,为细砂岩。南锚处覆盖层由粘土层、粉砂层和砾石层组成,基岩为砂砾岩,埋深约50 m。桥位区地震烈度为6度。

武汉阳逻长江大桥

主要技术指标

桥为双向六车道高速公路特大桥,桥面净宽33 m。计算行车速度120 km/h。计算荷载为汽车-超20级,挂车-120。桥位区20 m高度处重现期100年10 min平均最大风速为33.4 m/s。设计最高通航水位25.296 m,设计最低通航水位9.226 m。桥下通航净高为设计最高通航水位以上大于24 m,通航净宽为双向通航不小于425 m、单向通航不小于30 m。桥面最大纵坡2.6%,桥面横坡2%。

桥型方案比选的四种方案

斜拉-悬吊组合体系桥

采用斜拉-悬吊组合体系(270 m+1 176 m+456 m),主要为了减少主缆缆力及锚碇规模。但根据详细的结构分析研究,该体系与同跨径悬索桥相比,缆力减少仅为25%,效果不明显。但却存在斜拉-悬吊交界处刚度不匹配、吊索疲劳以及上部结构安装难度大,设计、
施工技术不成熟等缺点,因此放弃了该桥型方案。

三塔悬索桥方案

三塔悬索桥方案布跨为210 m+700 m+700 m+210 m,主缆矢跨比采用1∶9。

提高三塔悬索桥整体刚度的常用措施包括:

  1. 中塔在顺桥方向采用A字形,但为了避免由于中塔刚度大造成塔顶两侧主缆不平衡的水平力较大,中塔塔顶主索鞍必须采取主缆抗滑措施;
  2. 在3个索塔塔顶之间设置水平索,但由于水平索受温度影响大,施工困难,并且影响全桥的景观效果;
  3. 在主跨跨中设置中央扣,对提高全桥刚度效果不大;
  4. 在中塔处将主梁和索塔进行固结处理,对改善全桥刚度效果甚微;
  5. 采用不同矢跨比的2根缆,2根缆之间采用刚性杆连接,增加主缆刚度,但施工难度大;

但该方案对航运及阳逻港存在一定的影响,中塔锚固索的处理国内外无成功经验,所以放弃。

单跨悬索桥方案

该桥型方案跨径布置为250 m+1 280 m+440 m,边中跨比分别为0.195和0.344。主缆矢跨比采用1∶10.5。这个方案的优势在于同类型桥梁建设技术成熟,上部结构在设计和施工方面难度小。

阳逻大桥

三塔斜拉桥方案

桥型布跨为73 m+157 m+2×530 m+157 m+73 m,总长为1 520 m的6跨连续三塔钢箱梁斜拉桥。关键技术在于如何提高结构总体刚度,解决温度引起边塔较大的内力:(1)中、边塔间设置辅助索,同时在跨中设置交叉斜拉索,以解决总体结构刚度;(2)边塔下塔柱设置竖向预应力,以解决边塔较大的温度应力。

设计基本参数

锚碇构造

南锚碇基础采用外径为73 m,壁厚为1.5 m的圆形地下连续墙加钢筋混凝土内衬作为基坑开挖支护结构。锚体采用三角形框架结构,高26.5 m,散索鞍I.P.点至前锚面的距离为23 m,锚块顺索股方向厚即锚固长度为19 m。前锚面锚固系统平面布置尺寸为8.8 m×9.75 m,后锚面锚固系统平面布置尺寸为15.10 m×17.45 m。锚体混凝土约为4.02万m3

北锚碇采用天然开挖重力式锚碇。基础设置在微风化细砂岩上。锚碇总高度为46.5 m,基础长70.5 m,宽53 m。散索鞍I.P.点至前锚面的距离为25 m,锚块顺索股方向厚即锚固长度为20 m。前锚面锚固系统平面布置尺寸为8.8 m×9.75 m,后锚面锚固系统平面布置尺寸为15.43 m×17.86 m。北锚碇混凝土总方量约为8.74万m3,挖方约30万m3

索塔及基础

南、北索塔基础采用分离式承台,一个基础分别设置50根直径为2.0 m和28根直径为2.8 m的钻孔灌注桩。北塔承台埋入土中,且下塔柱很短,因此不设承台系梁。南北索塔承台厚6 m。

索塔采用带剪刀撑的框架结构,设置2道横梁。横梁为预应力混凝土结构,剪刀撑采用钢箱结构。索塔塔柱为钢筋混凝土箱形结构,高度分别为169.812 m和163.312 m。

武汉阳逻长江大桥

鞍座系统

南(北)主鞍顺桥向长度为6 326(7 426) mm,横桥向宽度为3 820 mm。鞍体采用铸、焊结合的混合结构;鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成。散索鞍鞍体采用铸焊结合的混合结构。

主缆系统

本桥设置2根主缆,中心距为35.0 m,主缆矢跨比为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,其中有8股索股锚固于北索塔塔顶的主索鞍上。

吊索及索夹

索采用平行钢丝吊索,吊索标准间距为16 m。平行钢丝直径为5.1 mm,标准强度1 670 MPa。上、下端均采用销接式,锚头采用热
铸锚。索夹选用ZG20SiMn,为保证在预紧栓作用下索夹能紧抱主缆,在两半索夹间留有适当的空隙。验算索夹对主缆抗滑时取摩擦系数为0.15。

钢箱梁

主梁采用流线型扁平钢箱梁。钢箱梁梁高取3.0 m,箱梁全宽(含导流板)38.5 m,高宽比1∶12.5,风嘴两侧各设置50 cm宽的导流板。钢箱梁结构采用Q345-D合金钢,全焊连接。

桥面板采用正交异性板,顶板厚14 mm,底板厚10 mm, U形加劲肋厚均为6 mm。钢箱梁每隔3.2 m设一道板式横隔板。吊点处板厚10 mm,非吊点处板厚8 mm。在梁端部区域由于有竖向支座、横向限位支座和伸缩缝装置,横隔板适当加厚。钢箱梁外部采用电弧喷铝的防腐方案,内部设置抽湿系统。全桥采用2台养护车。钢桥面铺装采用6 cm厚的环氧沥青混凝土。

在索塔下横梁处设置4个竖向支座,4个抗风支座和4个纵向阻尼缓冲支座。

计算软件

结构计算采用QJX桥梁综合程序和桥梁博士V2.8程序,计算结构各工况及不同荷载组合下的内力、应力及变形。主要计算荷载包括桥塔及上构的静载、收缩徐变、活载、温度、风荷载、地震荷载、船舶撞击荷载、施工荷载等。

武汉阳逻长江大桥

武汉阳逻长江大桥

施工过程动画

视频地址

长河

在曾经的博客时代,是“首个桥隧工程领域独立博主”,目前是一名默默耕耘的普通高校教师。一家之言,仅供参考,未必成熟、绝不权威。

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