鹦鹉洲长江大桥
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武汉鹦鹉洲长江大桥
一、位置及建设时间
是武汉市的第八座长江大桥,位于武汉长江大桥上游2.3公里,距上游规划杨泗港过江通道约3.2Km,距白沙洲大桥6.3km。本桥北接汉阳的鹦鹉大道,南连武昌的复兴路。2010年8月开工建设,2014年12月28日正式建成通车。耗时四年。
二、结构型式及施工方法
世界首座主缆连续的三塔四跨悬索桥; 世界同类桥梁中跨度最大的三塔四跨悬索桥; 主桥面为双向8车道,桥宽38米,正桥全长 3.42公里(主桥长2150M,跨径225m+850m+850m+225m),两岸接线工程总长5.76公里,设计行车速度为60公里/小时。正桥总投资40亿元(其中拆迁费用13亿)。
(一)桥塔:中间主塔为钢(-砼结合)塔,南、北两塔为钢筋混凝土结构,车辆通过桥面时,会对桥梁产生横向拉力,中间的钢塔可适当变形抵消这种拉力,从而保障桥梁的安全。主塔高152米,边塔高126.2m.
(1)1号塔(北塔)是钢筋混凝土结构,由塔柱+承台+桩基础组成。1号塔为门式框架结构,塔柱中心为空心钢筋砼箱型结构,高126.2m。承台厚5.5m,长67m,宽28m,平面呈哑铃型。基础为44根(21+2+21)钻孔灌注桩。桩长75m。
施工:桩基础采用旋挖钻机施工,承台采用钢板桩围堰施工,塔柱采用爬模施工(塔吊辅助),上下横梁采用支架法施工。(概述)
桩基础(桩长75m)采用围堰筑岛支护后,变为旱地桩,旋挖钻机钻孔,桩基础45天施工完毕(2011.1.26开钻-2011.3.浇筑完毕),每天1根桩。承台采用钢板桩围堰,承台模板采用北锚碇拆除的沉井模板。
1#塔塔柱高为126.2米,共分为21节。第一节、最后一节高为6.1米,其余均为6m高,每天浇筑0.6m高。采用爬模施工,7个月浇筑完成。(爬模由爬升模板、爬架(导轨、爬锥、预埋附墙设施)和爬升设备(液压设施)三部分组成,由于具备自爬的能力,因此不需起重机械的吊运,这减少了施工中运输机械的吊运工作量。在自爬的模板上悬挂脚手架可省去施工过程中的外脚手架;不需要拆模、支模等环节;模板及爬升设施依靠预埋件固定)。采用水上混凝土搅拌船“海天3号”进行砼拌合。
1#塔(北塔)下横梁底部标高为+36.5米,下横梁顶部标高+43.5米,横梁箱形横截面为7.1m×7m,采用钢管柱支架法施工。此横梁共分为2次浇筑,第一次浇筑4米,第二次浇筑3米。此次浇筑使用混凝土约为500多立方。1号塔(北塔)上横梁桁架安装。上横梁桁架共有八片,每片桁架重9.6吨。八片安装全部完成后,再立模板进行上横梁混凝土浇注,直至1号塔施工全部完成。上横梁为倒“K”形、变高度单箱单室预应力箱型梁。
北塔下横梁施工(钢管柱支架法)北塔上横梁(桁架支架法)
(2)2号塔(中塔)构造:采用钢-混结合塔,总高152m。下塔柱(下横梁以下,承台以上部分)为砼,上塔柱为钢塔(倒Y形),承台和桩基础采用钢筋混凝土。承台厚6.5m,长70m,宽34m,平面呈圆端形。基础采用39根直径2.8m的钻孔灌注桩。
2号塔位于潜洲上,桩基础施工采用双壁钢围堰,双壁钢围堰着床就位封底(浇筑水下砼)后打设钻孔灌注桩施工平台施工钻孔灌注桩(围堰内无水状态下),而后围堰内施工承台(无水状态下)和塔柱出水。
下塔柱为钢筋混凝土结构,全高45米。直线段采用钢模板翻模法施工,塔柱底节3米与承台混凝土一起浇筑,中间24米直线段采用翻模法。共分为4次浇筑,每次浇筑6米混凝土。翻模就是2套模板层层周转用(第1、2节砼施工完后,将达到一定强度的第一节模板拆除,安装到将要施工的第3阶段位置使用),模板通过三角架支撑在已经浇筑的达到一定强度的墩柱上;钢筋及其他材料通过塔吊运输。
中塔——塔柱施工
中塔下塔柱——翻模施工
上塔柱(钢塔柱)—塔吊安装上塔柱(第二节)安装——侧立面图上塔柱(钢塔)、上横梁和鞍座采用D5200型塔吊吊装施工
(3)3号塔(南塔)构造:承台厚6m,长59m,宽21m,平面呈哑铃型。基础采用20根(9+2+9)直径为2.8m的钻孔灌注桩。桩长21-26m。3号塔为门式框架结构,塔柱中心为空心钢筋砼箱型结构,高129.2m。
(二)、缆索、吊杆、索夹:缆索是主要承重结构,主缆长约2280米、直径约70厘米,每根承重2万多吨,两根共承重4万多吨。如此“大力士”,足以应付8车道的滚滚车流。主缆由114根索股组成,单根索股由127根直径5.25毫米的镀锌高强钢丝组成。每根主缆中有14478根钢丝。
主缆施工历时70天。主缆施工前,先施工猫道(猫道是大桥上部结构施工中使用的临时便道,因其狭窄,俗称猫道,主要用于主缆架设、索夹、吊索安装等施工,大桥竣工后将被拆除)。主缆采用门夹拽拉法+卷扬机牵引施工,每根主缆配备2台卷扬机牵引。主缆钢丝(缠绕)于一端锚碇位置的索盘上,并安放门式拽垃架,在桥塔顶部设置滑轮,并设置贯通整个桥梁跨度的牵引绳,再另一个锚碇上设置卷扬机牵引主缆钢丝由桥梁一段向另一端缓缓移动。288个索夹。
主缆施工
1猫道2第一根主缆牵引施工
3主缆钢丝牵引施工完毕4索夹安装
(三)、主梁:钢-砼组合梁(下层钢箱梁+中层砼+上层沥青)。原因:传统的钢箱梁上直接铺沥青,容易发生桥面的沥青漂移(比如:白沙洲长江大桥),原因是沥青与钢桥面结合不紧密。为杜绝这种情况再度发生,鹦鹉洲大桥采用了钢—混凝土结合梁结构,防止桥面沥青将漂移。
钢箱梁宽38m(吊杆间距36m),桥面板预制后存放6个月后再安装到钢箱梁的上面。主梁三段,在锚碇和中塔处纵向固定,边塔处自由滑动。
主梁节段共143个,中跨57*2+1=115个节段,边跨14*2=28个节段,全部采用500t缆载吊机架设。节段最大重量为450t。缆载吊机主要由钢主桁梁、行走在主缆上的滚轮行走、液压提升设备等组成。投入4台缆载吊机对称架梁。
缆载吊机安装主梁
1安装第段主梁2安装主梁
3 合拢
最后一个合龙口2013年12月16日在江中主塔附近实现合龙。鹦鹉洲大桥自全面开工至主跨合龙仅用了约两年八个月的时间,为大桥通车奠定了基础。
(四)、锚碇:作用就是拉住大桥的承重悬索,如同秤砣一般,承受主缆4万吨的拉力。北锚碇(汉阳侧)采用沉井基础,南锚碇(武昌侧)采用地下连续墙基础。
北锚碇构造:采用圆形沉井基础,外径66.4米,内径41.4m,周边均匀布置16个小