[硕士]芜湖长江大桥斜拉桥上部结构施工技术探讨 学科专业:建筑与土木工程 授予学位:硕士 学位授予单位:西南交通大学 学位年度:2001 芜湖长江大桥是中国桥梁史上的一个里程碑,它标志着铁路桥梁己经向高强、整体、大跨新结构方向发展。在芜湖长江大桥的建设中,我国桥梁设计和桥梁建设工作者攻克了重荷载和大跨度所引起的一系列技术问题,进行了二十余项科研工作,突破了当今桥梁工程的一系列技术难关: 首先,芜湖长江大桥在基础施工中首次采用了高桩承台3m大孔径钻孔桩,攻克了大嵌岩和厚砂层带来的施工难关。其次,对于跨越深水航道的斜拉主桥采用了双壁钢围堰3m大孔径钻孔桩基础,双壁铜围堰直径达30.5m,其抽水深度达43米,这是我国桥梁建设中抽水最深的深水基础。第三,为了解决飞行净空、通航净空和线路高程的共同制约问题,本桥采用了矮塔钢彬斜拉桥结构,主跨达312m,这样的结构形式在世界上是第一座。第四,本桥钢梁采用厚板焊接而成的整体节点,弦杆截面采用箱型,钢梁连接采用大直径30毫米高强度螺栓,因此,钢梁制造和安装的难度之大,工艺之复杂为全国桥梁之最。第五,本桥钢梁用材首次采用我国最新研制的低碳中强的14MnNbq钢,该钢种有较好的综合可焊接性能,尤其是低温下的抗冲击性能较以前钢梁用材有了大幅度提高,使我国铁路钢梁桥的建造又多了一种可供选择的优良钢材。第六,为了提高本桥钢彬结构的总体刚度,正桥全部采用钢筋混凝土桥面板与主箱上弦杆件相结合并共同受力的形式,这是目前国内规模最大的板析组合结构桥梁。第七,本桥主跨为矮塔斜拉索加劲的钢析梁桥,公路面以上塔高不足一般斜拉桥的一半,因此主塔受力复杂,所以主塔建造时大量采用了竖向预应力设施,并在斜拉索锚固区设置了大量纵横向预应力钢筋,形成环行预应力结构,因此主塔施工工艺之复杂为我国其他斜拉桥主塔所不及。 正是由于各项新技术、新工艺、新材料、新结构等在芜湖长江大桥设计和建造中的成功采用或大规模采用,大大提高了我国铁路桥梁的设计、制造和施工的总体水平,它的建成将使我国公、铁两用桥的建设水平路上一个新台阶,进而步入世界公铁两用桥的先进行列。
一、工程概况 1、主体结构概述 某大桥工程由某大桥正桥、某立交、南城隧道、南城立交及海铜路改造工程组成。集团一公司承担本项目工程第二标段北引桥9~14号墩主体工程。主引桥设四线行车道、双线城市轻轨、双侧人行道。主引桥车道及双侧人行道设在上弦平面,双线轻轨设在主桥桁梁下弦平面的横梁上,构成双层特大公轨两用桥。两侧分别为两线行车道及人行道的公路匝道桥。 北引桥第二标段工程范围:K0+478.900~K0+908.900,桥跨布置为55+3×75+76+74m,全长约430 m。整个标段基础均采用钻孔灌注桩基础,桩长20~49m不等,其中主引桥桩径为?2.2m,匝道桥桩径为?1.8m。主引桥承台长19.7m,宽8.2m,厚3m,匝道桥承台长宽均为7.8m,厚3m。墩身采用矩形薄壁空心墩,其中P14号墩墩高68m,总建筑高度约100m。上部结构构造复杂,分主引桥双箱箱梁、B、D匝道箱梁及轻轨承重梁等共五道箱梁,均采用挂篮悬臂浇注。 2.自然条件 2.1.地形地貌 大桥北岸建新坡为长江古侵蚀岸坡,坡顶高程250米,相当于长江Ⅳ级阶地,高差52米。坡面经人工改造,基岩零星出露,斜坡呈折线型。某段地形平坦,高程在195~200米之间,是长江Ⅰ级堆积阶地,原始地形平坦。珊瑚坝河漫滩和河槽,河漫滩与岸坡相连,宽度约600米,高程164~167米,地表以冲积卵石和砂为主,地形平缓。 2.2.工程地质 建新坡段为长江古侵蚀岸坡,坡向顺长江发育,坡角25~30度。地表人工填土厚度为3~10米,下伏基岩以砂质泥岩为主夹薄层砂岩,岩层产状平缓,无地下水露头。砂质泥岩极限强度为10~20Mpa,标准强度为8.0~15.0Mpa. 珊瑚坝段为长江河漫滩河槽,表层为冲积的砂卵石层,厚度为7~12米,基岩以砂质泥岩为主夹薄层砂岩。地下水位埋深较浅,与江面持平。砂质泥岩极限强度为10~15Mpa,标准强度为5~10Mpa. 2.3.气象特征 桥址区属亚热带季风暖湿气候区。具有春早、夏热、秋雨连绵、冬暖多雾、无霜期长、雨量充沛的特点。多年平均气温18.3℃,极端最高气温42.2℃,极端最低气温-1.8℃,最大平均日温差11.9℃,一日最大降量192.9mm,年平均相对湿度79%,年平均风速1.39m/s,年最大风速26.7m/s。 2.4.水文条件 在桥址处河面宽600~1000m,常年洪水位一般为180.00~181.00m,汛期最大流量86200m3/s(1981年7月),最大流速4.07m/s,历史最高水位为196.25m(1870年),最低水位为153.7.08(1987年)。