檔案丨 每日一橋——廈門海滄大橋
橋 名:廈門海滄大橋
橋 型:三跨連續全飄浮體系鋼箱梁懸索橋
跨 徑:230m 648m 230m
設計單位:中交公路規劃設計院有限公司
施工單位:中交第二公路工程局有限公司、廣東省長大公路工程有限公司、國營武昌造船廠、上海浦江纜索股份有限公司
混凝土用量:256840m3
鋼材用量:53138t
造 價:20.92億
建成日期:1999年12月
1、概況
廈門海滄大橋是廈門島的第二條對外通道,位於廈門島西海域的東渡港小輪碼頭作業區。工程全長5927.4m,其中東航道橋為230m 648m 230m=1108m,為世界首座三跨連續全飄浮懸索橋(圖1)。
橋位所在海域屬於正規半日潮,最高潮位4.65m,最大潮差為6.92m,設計流速為0.91m/s。第四系覆蓋層厚5~20m,為人工填土、海相沉積層、洪積、坡積、殘積層組成。基岩為凝灰岩、砂岩和花崗斑岩等。廈門年平均氣溫18~21.5℃,設計風速47.4m/s。最高通航水位為4.178m,通航凈高55m,凈寬不小於450m。地震基本烈度為Ⅶ度。橋址靠近廈門高崎國際機,橋樑結構的航空限高為133.53 m。
該橋為雙向六車道高速公路兼城市特大橋。橋面寬度:32m,橋面縱坡<3%。設計行車速度80km/h,設計車輛荷載汽車—超20級,設計基準期100年。船舶撞擊力(東航道西塔)20000kN。
2、主橋結構
主橋採用230m 648m 230m=1108m三跨連續全漂浮鋼箱梁懸索橋(圖2)。主梁採用扁平流線型鋼箱梁,主纜採用PPWS索股,平行鋼絲吊索,錨碇採用淺埋倒坡箱形擴大基礎、空腹三角形框架式錨體重力式錨碇,主塔採用門式塔,橋面以上僅一道橫樑,下部採用大直徑鑽孔樁基礎。
(1)錨碇
根據水文地質條件、結構受力合理性和結構造型的景觀效果等條件,採用淺埋倒坡箱形擴大基礎空腹框架式重力式錨碇(圖3)。由於東、西錨碇處為厚度很大的強風化泥質砂岩或凝灰熔岩,地基承載力較小(容許承載力為0.5MPa),錨碇基礎選用了較大的平面尺寸(52m×74m);為了降低基礎前趾部分的地基應力,基礎前半部分採用了箱形空心斷面以減輕自重,散索鞍支墩選用了箱型輕型結構;為增大錨碇的抗滑安全儲備,基礎採用6.7%的倒坡。錨碇採用預應力錨固系統。
圖3 錨碇(尺寸單位:cm)
(2)索塔
索塔採用門型框架式混凝土結構(圖4),索塔高為130m,塔柱設置上、下橫樑,承台設置系梁;東、西索塔基礎均採用28根直徑2.0m的鑽孔樁基礎。塔柱採用矩形與弓形組合的變化截面,索塔上、下橫樑採用下緣為圓曲線的變截面,塔冠、塔座及承台系梁的造型系根據景觀要求確定。
圖4 索塔(尺寸單位:cm)(3)纜索系統
主纜矢跨比為1:10.5,兩根主纜中心距為34.0m,主纜直徑索夾外為570mm(孔隙率18%),索夾內為563密碼(孔隙率18%)。主纜採用PPWS法施工,每根主纜採用110股91Ф5.1mm普通鬆弛高強鋼絲索股組成(圖5),標準強度為1600MPa。吊索採用上、下端均為銷接連接的平行鋼絲索股方案,一根吊索由2根平行且獨立的索股組成。吊索(間距12m)根據各吊點的受力大小分為二種截面類型,即普通吊索70對和特殊吊索12對。普通吊索由85Ф5.1mm低鬆弛高強鋼絲組成,特殊吊索由229Ф5.1mm鋼絲組成,標準強度為1600MPa。
圖5 鋼箱梁(尺寸單位:mm)3、大橋主要技術特點和創新點
(1)東航道橋採用三跨連續全飄浮懸索橋結構體系。
(2)成功研發了適用於三跨連續懸索橋的基於分段懸鏈線模型和計算理論的主纜線形分析軟體。
(3)通過下置錨點的構造措施成功解決了短吊索抗疲勞性能技術難題。
(4)採用聯板式同步控制滾軸型散索鞍以提高散索點標高。
(5)採用淺埋倒坡箱形擴大基礎錨碇以減小錨碇規模和降低工程造價。
(6)採用空腹三角形框架式錨體結構以提高大橋的受力性能和景觀效果。
(7)採用國產預應力錨固系統。
(8)首次全面引入橋樑景觀設計。
(9)採用「先纏絲後橋面鋪裝」的工藝以縮短工期。
該橋是世界首座三跨連續全漂浮鋼箱梁懸索橋,標誌著我國大跨徑橋樑的設計、建設水平又登上了一個新的台階。
該橋獲全國優秀工程設計金質獎。
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