广州新光大桥建设概况

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1、广州 新 光 大桥 建 设概 况李 跃 , 罗甲 生 , 张 健峰(广州 市新光快 速路有限 公司 , 广东 广 州 510100)摘 要 : 广 州 新 光 大 桥 是 新 光 快 速 路 跨 越 珠 江 后 航 道 ( 主 航 道 ) 的 特 大 桥 。 全 桥 桥 长1 083 . 20 m ,主桥为飞 雁式三跨 连 续 中 承 式 钢 箱 桁 拱 桥 ,桥 跨 布 置 为 177 + 428 + 177 m 。 主 墩基础施工 采用了不 封底钢板 桩围堰法 。 主桥 拱 肋 采 用 了 低 位 组 拼 ,大 段 整 体 浮 运 、 整 体 垂 直提升方法 架设施工 。 该文对 大桥主桥

2、 的建设概 况进行了 介绍 。关键词 : 新 光大桥 ; 钢箱 桁拱 ; 系杆拱 桥 ; 三 角刚构 ; 拱肋 大段整体 提升 ; 钢板桩 围堰桥长 1 083 . 20 m (图 1) ,桥面总面积 约 33 600 m2 。 主桥为 飞雁式三跨 连续中承式 钢箱桁拱桥 。 引桥采用 三 跨预 应力 混 凝 土 连 续 箱 梁 。 主 桥 钢 结 构 总 重 量 约 为13 850 t 。 全桥 (包括引桥 ) 共浇 筑 混凝土约 10 万 m3 ,钢 筋 、 钢 绞 线 用 量 达 1 . 5 万 t , 临 时 结 构 钢 材 用 量 约1 . 5 万 t 。概 述1广 州新光大桥 是新

3、光快 速路跨越珠 江主航道的 特大桥 ,按 城 市 快 速 路 标 准 设 计 , 设 计 车 速 80 k m/ h ;桥跨 布 置 为 3 5 0 + 1 7 7 + 4 2 8 + 1 7 7 + 3 5 0 m ,全 桥图 1 新 光大桥主 桥桥跨布 置图 (单位 : mm)新 光 大 桥 主 桥 宽 度 : 净 2 12 m 车 行 道 + 净 2 3 m人 行 道 , 全 宽 为 37 . 22 m ; 最 大 纵 坡 3 % , 双 向 横 坡 2 % ;设 计荷载 :汽车 - 超 20 级 ,挂 车 - 120 ,人 群 荷 载 :4 . 0 kN/ m2 ;设计风 速 :27

4、 . 9 m/ s ;通航孔 净高大于34 m ,净 宽 210 m ; 设 计 水 位 : 8 . 13 m , 最 高 通 航 水位 7 . 4 m (频率 5 %) ; 按 8 度 抗 震 设 防 。 桥 位 历 年 极 端最 高气温 38 . 7 , 极 端 最 低 气 温 0 。 平 均 潮 差1 . 38 m 。 2 项海 帆 ,刘 光栋 . 拱 结 构 的 稳 定 与 振 动 M . 北 京 : 人 民交通 出版社 ,1991 . 4 武汉理 工大 学 交 通 工 程 研 究 所 . 恩 施 州 平 地 坝 大 桥 转 体施工监 测监控 项 目阶段 性 报告 R ,2004 .J

5、 TJ 041 - 2000 ,公路 桥涵施工 技术规范 S .J TJ 027 - 96 ,公路斜 拉桥设计 规范 (试行 ) S . 3 黄建 生 ,廖 德文 .设 ,2005 (4) . 平 地 坝 大 桥 主 拱 转 体 施 工 J . 桥 梁 建 5 6 收稿日 期 :2006 - 11 - 16作者简 介 :李 跃 ,男 ,硕士 ,高级工 程师 . E - mail :liyueliyueliyue 126 . co m 1 期 广州新光 大桥建设概 况 87 桥 址区位于珠 江三角洲 河网区 ,地势开阔 低平 ,岩层裂隙 较发育 ,场区 冲 积 砂 层 分 布 较 广 ,厚 度

6、大 ,透 水 性 良好 ,地下 水稳定水位 一般为 0 . 00 3 . 00 m 。 场 地 的岩土 层主要有 :第 四 系 人 工 填 土 层 、 耕 植 层 、 第 四 系 全新统 海陆交互相 沉 积 层 、 第 四 系 全 新 统 - 上 更 新 统 冲积层 、 残积 层及白垩 系下统白鹤 洞组猴岗段 基岩 。三 角 刚构固结 ,而 是 通 过 吊 杆 支 承 钢 横 梁 。 三 角 刚 构上的 横梁则通过 单 向 活 动 的 3 000 kN 的 球 形 钢 支 座 与三 角刚构相连 ,该支 座沿纵桥向 最大位移量 为 150 mm 。 中 跨桥面 结 构 与 边 跨 桥 面 结 构

7、 连 接 处 设 置 240 型大 位移毛勒式 伸缩缝 ,以释放温 度应力 。 这 样 ,既 充 分发 挥了三角刚 构 的 优 良 性 能 ,又 释 放 了 主 跨 桥 面 结 构可 能产生的巨 大水平温度 应力 。2 . 2 . 3 桥 面系结构主跨桥面结 构由 41 道 钢 横 梁 ( 其 中 27 道 钢 横 梁 由 主 跨吊杆支 承 , 其 余 支 承 在 三 角 刚 构 上 ) 、 9 道 钢 纵 梁 (其中 2 根为主纵梁 ) 组成 桥面格子梁 体系 ,在钢纵 、横梁 顶面上布置 钢筋混凝土 预制桥面板 加后浇混凝 土 层形 成结合梁结 构半漂 浮 式 桥 面 结 构 体 系 (

8、图 2) 。 当 某根 吊杆失效时 主 纵 梁 能 确 保 桥 面 结 构 正 常 工 作 ,还 可用 于更 换 吊 杆 或 支 座 , 并 增 强 桥 面 结 构 的 整 体 性 。 钢纵 梁与横梁均 采 用 栓 焊 结 构 连 接 ,上 翼 缘 与 横 梁 上翼缘 采用工地对 接 焊 。 纵 梁 腹 板 和 横 梁 腹 板 、 下 翼 缘 采用 高强度螺栓 连接 。边 跨 桥 面 结构 由边 拱 预 应 力 混 凝 土系 杆 (兼 纵 梁 )+ 预 应 力 混 凝 土 横 梁 + 预 制 混 凝 土 纵 梁 、 桥 面 板 + 后 浇 混 凝 土 层 组 成 ,以 增 强 桥 面 结 构

9、的 整 体 性 。 预 制 桥 面 板支 承 于 纵 横 梁 顶 面 ,浇 注 接 缝 混 凝 土 和 后 浇 层 形 成 整 体 桥 面 板 。 每 边 跨 共 设横 梁 19 根 ,在 三 角 刚 构 系 梁 处 桥 面 设 7 道 纵 梁 ,在 边 拱 系 杆 处 桥 面 设 9 道 纵 梁 (图 2) 。2 . 2 . 4 对 系杆的优化 施工图设计 阶段将主跨 系杆由初 步 设计的钢箱 系杆优 化为柔性系 杆 ,解 决 了 钢 箱 系 杆 温 度 应 力 过 大 的 问题 。 系杆 采 用 O V M 低 应 力 保 护 层 的 新 型 索 体 系199 7 平行钢 丝 索 配 相

10、应 的 冷 铸 镦 头 锚 , 以 提 高 系 杆 的 使 用寿命 。 每 个拱 肋 布 置 8 束 系 杆 ,由 系 杆 支 架 支 撑在 钢横梁顶板 上 ,便 于日后系杆 的换索施工 。边 拱 钢 箱 系 杆 则 改 用 C50 预 应 力 混 凝 土 刚 性 系 杆 ,兼起 主 纵 梁 的 作 用 , 截 面 高 2 500 mm 、 宽 2 100 mm ,布置有 16 束 27 - 7 5 钢绞 线 。2 . 2 . 5 拱 肋结构(1) 主 跨拱肋主 跨 拱 肋 为 一 孔 428 m (净 跨 416 m) ,矢 高 为 104 m ,矢 跨 比 为 1/ 4 ,拱 轴系数为 m

11、 = 1. 2 的悬 链 线 变 桁高 拱 肋 ,两 拱 肋 的 横 向 中 心 距 为 28. 1 m 。 拱 顶 截 面 径 向 高 为 7. 5 m ,拱 脚 截 面 径向 高 为 12 m 。 拱 肋 上 、 下 弦均 为 箱 形 断 面 ,箱 高 为 1. 58 m ,箱 内宽为 2. 1 m 定值以 便 于 腹 杆 连 接 。 钢 箱 竖 板 厚 度 分 级 为 30 mm 和 50 mm , 箱 顶 、 底 板 厚 度 分 级 为 32 、 40 、 50 mm 。 拱肋腹 杆为 “H”2 设 计工作2 . 1 方案 设 计大 桥设计 方 案 投 标 时 各 单 位 提 出 了

12、多 种 桥 型 方 案 ,包括拱桥 、 斜 拉 桥 、 悬 索 桥 及 刚 构 桥 等 结 构 形 式 。通过多 方比选 、 多次 调 整 优 化 后 最 终 确 定 采 用 四 川 省交通厅 公路规划勘 察设计研 究院 (以下简称川 交院 ) 提 出的三 跨 “飞 雁式 ”钢箱桁平 行拱桥型方 案 。 新光大 桥 的初步 设计也由川 交院完成 。新 光大桥位于广 州 市 新 中 轴 线 上 ,跨 越 珠 江 主 航 道 ,又是广州 南拓的交 通要道 ,方案选择 飞雁式三跨 连 续 中 承 式 钢 箱 桁 拱 桥 具 有 优 美 的 设 计 造 型 , 大 桥 以428 m 主 跨一跨 飞 越

13、 珠 江 主 航 道 ,恰 似 一 只 从 珠 江 腾 飞而起 的大雁 ,象征着 广州腾飞的 经济形势 ,具有强 烈的时代 气息 ;红色主 拱 又像一条 跃 出珠江江面 的彩虹 , 显得气 势磅礴 、 宏 伟 ,充 分 展 示 了 大 桥 本 身 的 结 构 美 ; 从结构 上看 ,新光大 桥 为 三 孔 下 承 式 钢 箱 桁 系 杆 拱 与 三角刚 构桥的组合 体系桥型 ,结构 体系独特 。2 . 2 施工 图 设计特点新 光大桥采用 施工图设 计 - 施工总 承包的方式 进 行招标 ,最后 贵州省 桥 梁 工 程 总 公 司 - 铁 道 专 业 设 计 院联合 体中标 ,对初步 设计方案

14、进 行了系统的 优化 、 细 化和完 善 ,并 结 合 施 工 方 案 形 成 了 最 终 设 计 , 其 特 点 如下 。2 . 2 . 1 主桥 桥跨的 支 承形式 主 桥边拱一端固 结 在 三 角 刚 构 上 、 一 端 在 交 界 墩处 通过 40 000 kN 的 专 用 纵 向 活 动 球 形 钢 支 座 支 承 , 可以沿 桥纵 向 移 动 ,最 大 纵 桥 向 位 移 量 为 200 mm , 以释放 温 度 应 力 。 主 跨 拱 肋 与 三 角 刚 构 的 连 接 采 用“两端固结” 方案 ,拱肋 弦杆直接伸 入三角刚构 内固结 ,减少了 大吨位支座 ,简 化了构造 。2

15、. 2 . 2 主跨 桥面系 采 用半漂浮 体 系 三 角刚构的最大 特 点 是 刚 度 大 、 动 力 和 抗 震 性 能好 ,但抗推刚 度大 。 为 了 释 放 桥 面 结 构 温 度 变 形 产 生的巨大 水平力 ,将主 桥 中 跨 的 桥 面 结 构 设 计 成 沿 桥 纵 向可移 动的半漂浮 结构体系 :桥面 结构不与主 跨拱肋 、 88 中 外 公 路 27 卷形 截 面 ,与 上 、 下 弦 整 体 节 点 板 通 过 高 强 度 螺 栓 连 接 ,拱 肋 腹 杆 高 度 为 2. 1 m ,竖 板 宽 度 为 0. 8 m (图 3) 。图 2 新 光大桥桥 面 布置 (单位

16、: mm)图 3 主跨 拱 肋构造图 (单位 : mm) 1 期 广州新光 大桥建设概 况 89 (2) 边 跨拱肋边 跨拱肋为 177 m (净 跨 171 m) 的 不 对 称 变 桁 高 三 次抛 物线拱肋 ,两拱肋 的横向 中 心 距 为 28 . 1 m 。 三 角 刚构 侧拱脚截面 径向高为 12 . 0 m ,交 界 墩 侧 拱 肋 截 面径向 高为 7 . 5 m ,拱顶截面 径 向 高 为 7 . 5 m ,矢 高 为56 m 。 拱肋 上 、 下 弦均为箱形 断面 ,箱高为 1 . 58 m ,箱内宽为 2 . 1 m 定 值 。 钢 箱 竖 板 厚 度 分 级 为 24 、 32 和36 mm ,箱顶 、 底板厚 度分级为 30 、 36 、 40 mm 。 拱肋 腹 杆 为 “H”形 截面 ,与上 、