安庆长江公路大桥设计与施工介绍

设计与施施工介绍绍安庆长长江江公路路大大桥工程概况况主要技术术标准建设条件件工程总体体设计主桥的设设计与施施工结束语汇报提纲纲一、工工程概概况地理位位置安庆长长江公公路大大桥位位于长长江安安庆河河段镇镇风塔塔以下下、鹅鹅眉洲洲分流流口以以上、、安庆庆市东东门汽汽渡东东400m处，是是安徽徽省继继铜陵陵和芜芜湖长长江大大桥后后的第第三条条过江江通道道。大大桥东东距芜芜湖长长江大大桥和和铜陵陵长江江大桥桥分别别为200km和100km，西距距九江江长江江大桥桥164km，北起起京福福、沪沪蓉国国道主主干线线在安安徽境境内共共用线线即合合肥至至安庆庆高速速公路路，南南接马马鞍山山至安安庆的的安徽徽沿江江高速速公路路。清源路定向立交

北部分离立交桥

北部引桥

主桥

南部引桥

工程组组成二、主主要技技术标标准1.道路等等级：：四车道道高速速公路路；2.计算行行车速速度：：100km/h；3.路面及及桥面面宽度度：主主桥标标准宽宽度26m（不含含拉索索锚固固区宽宽度及及风嘴嘴宽度度），，中间间设2m中央分分隔带带，两两边设设0.5m防撞护护栏；；4.路面纵纵坡不不大于于3%，横坡坡2%；5.荷载标标准车辆荷荷载等等级：：汽车-超20吨，挂挂车-120；设计风风速：：主桥桥桥位位处100年一遇遇设计计基准准风速速23.6m/s，施工工阶段段风速速按10年一遇遇计，，为成成桥阶阶段的的0.84倍；船舶撞撞击力力：主主墩顺顺水流流方向向为27000KN，横水水流方方向为为13500KN，辅助墩墩按主主墩减减半；；地震烈烈度：：场地地基本本烈度度为6度，按7度设防防，并实实测地地振动动参数数计算算地震震力；；6.设计洪洪水频频率：：1/300，相应应最高高洪水水位18.97m(黄海高高程，，下同同)；7.通航水水位最高通通航水水位：：采用用重现现期20年一遇遇的相相应洪洪水位位16.93m；最低通通航水水位：：采用用保证证率为为99%的相应应水位位2.48m；8.通航净净空主通航航孔双双向航航宽不不小于于460m，边通通航孔孔单向向航宽宽不小小于204m，净高高24m。三、建建设条条件1.地理位位置及及河势势条件件桥位位位于长长江安安庆河河段振振风塔塔以下下，鹅鹅眉洲洲分流流口以以上部部分。。桥位位处安安庆单单一段段自皖皖河口口以下下长约约10km，河道道顺直直稳定定，河河宽在在900～1500m之间，，边界界条件件控制制较强强，主主流偏偏靠北北岸，，长期期保持持单一一稳定定的状状态。。2.气象桥址区区位于于亚热热带湿湿润季季风气气候区区，月月平均均最高高气温温28.8℃℃，月平平均气气温16.5℃℃，月平平均最最低气气温13.6℃℃，极端端最高高温度度40.2℃℃，极端端最低低温度度-12.5℃。桥址区区常年年主导导风向向为北北东方方向，，常年年最大大风速速20m/s。根据据气象象资料料分析析推测测出安安庆市市100年一遇遇、10米高度度、10min平均最最大风风速为为21.75m/s，小于于《公路桥桥涵设设计通通用规规范》（JTJ021-89）换算算的基基本风风速23.65m/s，由此此设计计取基基准风风速为为23.65m/s，计入入地形形系数数后，，桥面面处设设计基基准风风速为为33.58m/s。3.水文正常情情况下下，桥桥址河河段内内一个个水文文年中中7、8、9三个月月为洪洪水期期，月月平均均水位位12m左右；；12月至第第二年年4月为枯枯水期期，月月平均均水位位3～7m，5、6、10、11月为中中水期期，月月平均均水位位7～11m。桥址河河段内内历年年最高高水位位为16.84m（1954.8.1），历历年最最低水水位为为1.62m（1929.1.20），年最大大变幅幅12.96m（1954）。桥址河河段流流速较较为均均匀，，全年年主流流位置置居中中偏左左，流流速相相对较较小。。中水水期水水流流流速0.91～1.31m/s，流向向与桥桥轴线线法向向夹角角4°～右7.8°。洪水水期水水流流流速1.83-2.33m/s，流向向与桥桥轴线线法向向夹角角0°～左7.5°。大桥的的设计计洪水水位及及流量量采用用不同同分洪洪情况况下的的理论论频率率值。。20年一遇遇洪水水位16.93m，流量量81000～84000m3/s，300年一遇遇洪水水位18.97m，流量量97000～101000m3/s。基础础施工工水位位采用用5年一遇遇理论论频率率值，，为15.00m。区域地地质构构造图图经场地地地震震安全全性评评价，，桥位位区未未来遭遭受地地震破破坏的的烈度度不超超过7°，在50年超越越概率率10%、3%条件下下，场场地地地震烈烈度分分别为为5.9°和6.7°，基岩岩面峰峰值加加速度度分别别为0.76m/s2和1.503m/s2。4.地震安安全性性评价价桥区习习惯航航迹线线图安庆河河段代代表船船型有有：国国家I级航道道最大大代表表船队队，船船舶吨吨位48000t，通航航水深深4.65m，安庆庆远景景规划划船队队，船船舶吨吨位40000t，通航航水深深5.25m，海轮轮，船船舶吨吨级5000t，通航航水深深7.91m。5.通航四、总总体设设计路线平平面设设计主主要根根据工工程起起至点点和主主要控控制点点，结结合与与现有有道路路网的的关系系与衔衔接。。全线长长5985.66m，共共设设平平曲曲线线3个，，最最大大半半径径2000m，最最小小半半径径1500m。路线线纵纵断断面面设设计计在在考考虑虑桥桥梁梁长长度度、、交交叉叉设设置置以以及及平平纵纵组组合合的的基基础础上上，，尽尽量量放放缓缓坡坡度度。。全全线线共共设设置置变变坡坡点点5个，，最最小小纵纵坡坡为为0.38%，最最大大纵纵坡坡±2.75%，平平均均坡坡段段长长1218.026m，竖竖曲曲线线总总长长3464.138m，占占道道路路总总长长度度的的56.88%，其其中中凸凸形形竖竖曲曲线线2个，，凹凹形形竖竖曲曲线线3个。。1.平、、纵纵线线形形设设计计2总体体工工程程概概况况总体体工工程程自自北北向向南南划划分分成成六六个个部部分分：：（1）清清源源路路定定向向立立交交。。主主线线在在此此接接合合安安高高速速公公路路连连接接线线，，上上跨跨安安庆庆市市的的市市政政道道路路清清源源路路，，并并以以两两条条定定向向匝匝道道与与206国道道及及清清源源路路形形成成不不完完全全互互通通，，主主线线上上跨跨桥桥起起点点为为安安庆庆长长江江公公路路大大桥桥起起点点。。主桥桥为为相相联联变变宽宽度度钢钢箱箱混混凝凝土土连连续续箱箱梁梁桥桥，，共共8联，，全长长1552m。匝匝道道桥桥为为9跨一一联联预预应应力力混混凝凝土土连连续续箱箱梁梁桥桥。。（2）北北部部分分离离立立交交桥桥。。主主要要包包括括高高架架跨跨线线桥桥4处，分别别为跨新新河路、、望庆大大道、206国道、华华中东路路。起点点与清源源路定向向立交相相接，终终点与北北部引桥桥相接。。桥梁为8联等高度度及变高高度预应应力混凝凝土连续续箱梁桥桥，全长1476.5m。（3）北部引引桥。工工程包括括北堤外外引桥、、北跨堤堤引桥，，起点位位于北岸岸长江大大堤以北北约560m处，终点点与主桥桥相接。。北堤外引引桥为7×40m+7××40m=560m等高度预预应力混混凝土连连续箱梁梁桥。北跨堤引引桥为45m+70m+2×45m=205m变高度预预应力混混凝土连连续箱梁梁桥。（4）主桥。。跨越长长江主槽槽，为50m+215m+510m+215m+50m=1040m双塔双索索面钢箱箱梁斜拉拉桥。（5）南部引引桥。工工程包括括南漫滩滩引桥、、南跨堤堤引桥、、南堤外外引桥，，起点与与主桥相相连，原原计划终终点在江江南东至至县与南南引道相相接，目目前南堤堤外引桥桥直接与与沿江高高速公路路相接。。南漫滩引引桥为8×51m=408m等高度预预应力混混凝土连连续箱梁梁桥。南跨堤引引桥为46.25m+70m+46.25m=162.5m变高度预预应力混混凝土连连续箱梁梁桥。南堤外引引桥为6×40m=240m等高度预预应力混混凝土连连续箱梁梁桥。3主桥总体体布置主桥桥跨跨布置、、桥墩布布设和控控制高程程是总体体设计的的关键，，应以通通航、河河势与地地质条件件结构特特点为主主控制因因素。五、主桥桥设计与与施工1索塔基础础根据桥位位处的地地质条件件，基岩岩为粉细细砂岩、、沙砾岩岩、粉土土质粉砂砂岩、粘粘土岩及及疏松砂砂岩，属软质岩岩和极软软岩。索塔基基础设计计为双壁壁钢围堰堰大直径径钻孔桩桩复合基基础。。钢围堰堰外径32m，壁厚1.5m，内径29m。索塔基基础钢围围堰内设设18根直径3.0m的钻孔灌灌注桩。。顶面面高程根根据工期期安排渡渡洪的需需要取为为15m，底面刃刃脚高程程分别为为-36.0m和-44.0m，相应围围堰高度度分别为为51m和59m。设计钢钢围堰嵌嵌岩0.5m～4.14m和0.16～0.34m，钢围堰堰封底厚厚度为7m。北、南塔塔钢围堰堰竖向分分成9段和10段，平面面上每节节段分12个环块加工工制作，，然后组组拼焊接接成型。。设计单位位在业主主的支持持下，联联合长江江水利委委员会长长江科学学院基岩岩研究所所对主桥桥基础岩岩体的力力学性质质开展专专项研究究，以复复核和调调整桩基基设计所所采用的的力学参参数。试试验选择择的方法法是在距距主桥桥桥位约6km的凤凰山山山体中中开挖试试验平垌垌，在其其中进行行压板和和短试桩桩等试验验平硐试验验示意图图2索塔索塔为上上塔柱平平行分离离的钢筋筋混凝土土倒Y形结构，，底面高高程-3.25m，塔冠高高程181.531m，总高度度184.781m，桥面以以上塔高高与主跨跨比为0.2616。索塔在在上塔柱柱处横桥桥向全宽宽13m，在下横横梁处为为38m，在塔底底为22m，索塔的的整体造造型以及及各部分分的断面面形式考考虑了受受力需要要、景观观协调和和尽可能能方便施施工。下塔柱高高43.851m，单柱水水平矩形形断面由由8.5m×10.5m向上渐变变至4.06m×7m，壁厚1m，中塔柱高80.88m，上塔柱柱高60.05m，均为单单箱单室室断面，，长边壁壁厚0.76～0.8m，短边壁壁厚0.75～1.2m。上塔柱柱顶面设设7.5m高竖直向向上的塔塔冠，为为增强索索塔的景景观效果果，在塔塔柱外侧侧设有120××40cm装饰性倒倒角。主塔环形形预应力力示意图图3主梁主梁采用用全焊扁扁平流线线形闭口口钢箱梁梁，设风风嘴处钢钢箱梁全全宽30.0m，索塔处处不设风风嘴，钢钢箱梁全全宽27.4m，钢箱梁梁顶设2%的双向横横坡，中中心线处处梁高3m，箱梁宽宽跨比1/170，高宽比比为1/10。全桥钢钢箱梁共共分87个梁段，，标准梁梁段长15m，梁段最最大吊重重206吨。钢箱梁梁材质采采用Q345-D,全桥总用用量近15000吨。钢箱梁顶顶板为正正交异性性板结构构，顶板板厚14～20mm，顶板U型加劲肋肋为300××280×8mm，间距600mm，底板及及斜底板板厚12～16mm，采用400××260×6mm的U型加劲肋肋加劲，，间距为为800mm，腹板厚厚28mm，顶板中中央，腹腹板及风风嘴采用用8～10mm的开口加加劲肋加加劲，钢钢箱梁横横隔板标标准间距距为3.75m，板厚10～20mm，横桥向向以14m的间距设设置两道道纵隔板板，索塔塔下及辅辅助跨设设有竖向向支承的的梁段采采用实体体式纵隔隔板，该该纵隔板板板厚10～30mm，其余梁梁段均采采用空腹腹桁架式式，上、、下弦杆杆为T形截面，，斜杆为为Φ194×6.5mm的钢管。。在全桥总总体静力力计算的的基础上上，针对对局部受受力构件件：桥面面正交异异性板、、横隔板板等进行行了详细细的空间间力学模模型计算算分析。。局部应应力分析析采用四四边形和和三角形形空间板板壳单位位，按塔塔下梁段段、标准准梁段以以及辅助助跨梁段段建立空空间节段段有限元元模型，，分析中中考虑了了斜拉索索的弹性性支撑作作用以及及活载系系列车的的折减，，由通用用有限元元软件ANSYS进行计算算。经计计算，钢钢箱梁横横隔板最大主压压应力为为135Mpa，最大主拉拉应力为为120Mpa。钢箱梁梁顶板在在正交异异性板体体系中的的最大压应应力为53Mpa，最大拉应应力为59MPa。U肋在正交交异性板板体系中中的最大大压应力力为54Mpa，最大拉应应力为53Mpa。总体作用用体系和正正交异性板板体系应力力组合后，，顶板最大压压应力为127Mpa，最大拉应力力为119Mpa。U肋的最大压应力力为92Mpa，最大拉应应力为121MPa。HG1横隔板构造造示意图HG2横隔板构造造示意图纵隔板造示示意图(11m)纵隔板造示示意图(7m)标准梁段环环焊缝临时时匹配件构构造图(一)标准梁段环环焊缝临时时匹配件构构造图(二)4斜拉索安庆长江公公路大桥主主桥斜拉索索采用多束束Φj15.24环氧喷涂无无粘结钢绞绞线斜拉索索，及与之之相匹配的的锚具，橡橡胶减振圈圈及体外减减振装置。。钢绞线标标准强度1860Mpa，弹性模量量1.95××105Mpa。该体系可可提供环氧氧粉末涂层层、油脂、、单束热挤挤高密度聚聚乙烯、整整索高密度度聚乙烯外外套四层防防护，整索高密度度聚乙烯外外套上带有有双螺旋线线，可阻断断导致斜拉拉索风雨振振的雨线产产生。单束环氧喷喷涂钢绞线线在工厂用用专用设备备中加工制制造完成环环氧喷涂、、油脂涂层层及单束热热挤高密度度聚乙烯，，根据每根根斜拉索长长度单束下下料，检验验合格后包包装成盘运运住工地，，单束挂索索安装、张张拉和整体体张拉调索索达到设计计要求。本本桥最大斜斜拉索由55束Φj15.24环氧喷涂钢钢绞线组成成，长度277米。5.1钢箱梁制造造根据制造与与架设的需需要，将钢钢箱梁划分分为A～N十四种类型型共87个梁段进行行制造和架架设。其中中0号梁段（A、B、C、D）14段，标准梁梁段（E）52段，辅助跨跨梁段（J、K、L、M）12段，与辅助助跨相邻边边跨梁段（（G、H、I）6段，端梁段段（N）2段，跨中合合拢梁段（（F）1段。除顶板板U形肋采用高高强螺栓连连接外，梁梁段间其余余部分均采采用焊接连连接。钢箱梁拼装装总体施工工流程为：：板材预处处理→板单单元制造→→多梁段连连续匹配组组焊→梁段段预拼装→→梁段涂装装→梁段运运输上桥→→桥位处焊焊接→工地地连接处涂涂装。5.2钢箱梁架设设1）塔下0号块梁段安安装：塔下下0号块分A、B、C、D四种类型共共七个梁段段，在索塔塔完工后，，拼设好索索塔托架，，用1200t大型浮吊按按顺序逐段段起吊到托托架上，纵纵移到设计计位置。然然后精确调调整A梁段的高程程和轴线，，达到要求求后下与横横梁进行临临时固结，，再分别进进行江侧、、岸侧B梁段与A梁段，C梁段与B梁段，以及及D梁段与C梁段的精确确匹配，完完成各梁段段间的焊缝缝连接，安安装1号斜拉索并并完成一张张，由此形形成塔下0号块。2）辅助跨梁梁段安装：：辅助跨及及相邻的边边跨分成G、H、I、J、K、L、M、N八种类型共共10个梁段，用用1200t浮吊由端梁梁段N开始逐一起起吊各梁段段至支架上上，牵引滑滑移到比设设计位置向向岸侧偏移移55厘米处，逐逐一将各梁梁段线形、、高程调整整到位，完完成焊缝连连接。当实实现边跨合合拢时，再再将已安放放在支架上上并焊为一一体的辅助助跨及相邻邻边跨梁段段整体向江江侧顶推于于55厘米，与边边跨合拢段段匹配焊接接，从而实实现边跨的的合拢。3）塔下0号块架设完完成后，利利用1200t浮吊将事先先组拼好的的四台桥面面吊机分别别吊至南、、北塔0号块江、岸岸侧悬臂端端安装就位位，按有关关规范对桥桥面吊机进进行试验和和试吊后，，开始标准准梁段桥面面吊机悬臂臂对称吊装装。标准梁梁段悬臂安安装工艺流流程为：运运送i梁段至桥下下指定位置置→桥面吊吊机起吊i梁段，与前前一梁段进进行初匹配配后连接梁梁段间的临临时连接件件→对前一一梁段上的的斜拉索进进行第二次次张位并测测量相应的的索力及梁梁段高程→→调整i梁段的轴线线及高程，，进行精确确定位匹配配→连接顶顶板U肋高强螺栓栓并进行环环焊缝施焊焊→底板及及斜底板U肋嵌补段组组焊、i号斜拉索外外护套安装装→嵌补段段焊缝完为为70%后，开始i号斜拉索的的单束挂索索及第一次次张拉→桥桥面吊桥前前移准备起起吊后一梁梁段的安装装。4）边跨合拢拢。采用边边跨A12梁段作为合合拢段。边边跨与中跨跨（A12、J12）梁段的起起吊等与其其它标准梁梁段相同，，A12号梁段与A11号梁段初匹匹配定位后后，利用设设于端梁段段的两个水水平千斤顶顶将已焊成成一体的边边跨梁段向向江侧顶推推至靠近A12梁段的远塔塔处，前一一梁段（A11、J11）斜拉索第第二次张拉拉后，精确确调整A12梁段轴线、、高程及边边跨焊为一一体的梁段段近塔端的的高程，使使A12梁段与两端端箱口平顺顺连接、精精确匹配后后进行环焊焊缝的连接接及斜拉索索的第一次次张拉，中中跨桥面吊吊机前移就就位起吊中中跨J13梁段，J13与J12梁段初匹配配后，张拉拉A12及J12梁段对应的的斜拉索，，至此边跨跨合拢完成成。5）中跨合拢拢在中跨最最后一个标标准梁段J16悬臂安装及及A16、J16斜拉索第一一次张拉后后进行，桥桥面吊机前前移9.494米至南北两两台桥面吊吊机处于抬抬吊合拢段段的位置，，在J16号梁段的斜斜拉索处设设四只压重重水箱。在在温度较低低的夜晚通通过索力调调整使合拢拢口两侧的的梁段前端端主控制点点高程及轴轴线达到施施工控制的的要求，立立即完成合合拢桁架的的安装。起起吊合拢段段前在南、、北塔处A梁段处各设设置150t的压重并完完成索塔处处钢箱梁侧侧向抗风支支座的安装装。起吊吊合拢段至至合拢口下下方约50厘米处，此此时对配合合水箱进行行放水卸载载，要求合合拢段完全全离开运梁梁船时，压压重水应同同时放完。