安庆长江公路大桥设计与施工介绍

设计与施工介绍安庆长江公路大桥

工程概况主要技术标准建设条件工程总体设计主桥的设计与施工结束语汇报提纲一、工程概况地理位置

安庆长江公路大桥位于长江安庆河段镇风塔以下、鹅眉洲分流口以上、安庆市东门汽渡东400m处，是安徽省继铜陵和芜湖长江大桥后的第三条过江通道。大桥东距芜湖长江大桥和铜陵长江大桥分别为200km和100km，西距九江长江大桥164km，北起京福、沪蓉国道主干线在安徽境内共用线即合肥至安庆高速公路，南接马鞍山至安庆的安徽沿江高速公路。

清源路定向立交

北部分离立交桥

北部引桥

主桥

南部引桥

工程组成二、主要技术标准1.道路等级：四车道高速公路；

2.计算行车速度：100km/h；

3.路面及桥面宽度：主桥标准宽度26m（不含拉索锚固区宽度及风嘴宽度），中间设2m中央分隔带，两边设0.5m防撞护栏；

4.路面纵坡不大于3%，横坡2%；

5.荷载标准车辆荷载等级：汽车-超20吨，挂车-120；设计风速：主桥桥位处100年一遇设计基准风速23.6m/s，施工阶段风速按10年一遇计，为成桥阶段的0.84倍；船舶撞击力：主墩顺水流方向为27000KN，横水流方向为13500KN，辅助墩按主墩减半；地震烈度：场地基本烈度为6度，按7度设防，并实测地振动参数计算地震力；6.设计洪水频率：1/300，相应最高洪水位18.97m(黄海高程，下同)；

7.通航水位最高通航水位：采用重现期20年一遇的相应洪水位16.93m；最低通航水位：采用保证率为99%的相应水位2.48m；

8.通航净空主通航孔双向航宽不小于460m，边通航孔单向航宽不小于204m，净高24m。三、建设条件1.地理位置及河势条件桥位位于长江安庆河段振风塔以下，鹅眉洲分流口以上部分。桥位处安庆单一段自皖河口以下长约10km，河道顺直稳定，河宽在900～1500m之间，边界条件控制较强，主流偏靠北岸，长期保持单一稳定的状态。2.气象桥址区位于亚亚热带湿润季季风气候区，，月平均最高高气温28.8℃，月平均气温温16.5℃，月平均最低低气温13.6℃，极端最高温温度40.2℃，极端最低温温度-12.5℃℃。桥址区常年主主导风向为北北东方向，常常年最大风速速20m/s。根据气象资资料分析推测测出安庆市100年一遇、10米高度、10min平均最大风速速为21.75m/s，小于《公路桥涵设计计通用规范》（JTJ021-89）换算的基本本风速23.65m/s，由此设计取取基准风速为为23.65m/s，计入地形系系数后，桥面面处设计基准准风速为33.58m/s。3.水文正常情况下，，桥址河段内内一个水文年年中7、8、9三个月为洪水水期，月平均均水位12m左右；12月至第二年4月为枯水期，，月平均水位位3～7m，5、6、10、11月为中水期，，月平均水位位7～11m。桥址河段内历历年最高水位位为16.84m（1954.8.1），历年最低低水位为1.62m（1929.1.20），年最大变幅12.96m（1954）。桥址河段流速速较为均匀，，全年主流位位置居中偏左左，流速相对对较小。中水水期水流流速速0.91～1.31m/s，流向与桥轴轴线法向夹角角4°～右7.8°。洪水期水流流流速1.83-2.33m/s，流向与桥轴轴线法向夹角角0°～左7.5°。大桥的设计洪洪水位及流量量采用不同分分洪情况下的的理论频率值值。20年一遇洪水位位16.93m，流量81000～84000m3/s，300年一遇洪水位位18.97m，流量97000～101000m3/s。基础施工水水位采用5年一遇理论频频率值，为15.00m。区域地质构造造图经场地地震安安全性评价，，桥位区未来来遭受地震破破坏的烈度不不超过7°，在50年超越概率10%、3%条件下，场地地地震烈度分分别为5.9°和6.7°，基岩面峰值值加速度分别别为0.76m/s2和1.503m/s2。4.地震安全性评评价桥区习惯航迹迹线图安庆河段代表表船型有：国国家I级航道最大代代表船队，船船舶吨位48000t，通航水深4.65m，安庆远景规规划船队，船船舶吨位40000t，通航水深5.25m，海轮，船舶舶吨级5000t，通航水深7.91m。5.通航四、总体设计计路线平面设计计主要根据工工程起至点和和主要控制点点，结合与现现有道路网的的关系与衔接接。全线长5985.66m，共设平曲线线3个，最大半径径2000m，最小半径1500m。路线纵断面设设计在考虑桥桥梁长度、交交叉设置以及及平纵组合的的基础上，尽尽量放缓坡度度。全线共设设置变坡点5个，最小纵坡坡为0.38%，最大纵坡±2.75%，平均坡段长长1218.026m，竖曲线总长长3464.138m，占道路总长长度的56.88%，其中凸形竖竖曲线2个，凹形竖曲曲线3个。1.平、纵线形设设计2总体工程概况况总体工程自北北向南划分成成六个部分：：（1）清源路定向向立交。主线线在此接合安安高速公路连连接线，上跨跨安庆市的市市政道路清源源路，并以两两条定向匝道道与206国道及清源路路形成不完全全互通，主线线上跨桥起点点为安庆长江江公路大桥起起点。主桥为相联变变宽度钢箱混混凝土连续箱箱梁桥，共8联，全长1552m。匝道桥为9跨一联预应力力混凝土连续续箱梁桥。（2）北部分离立立交桥。主要要包括高架跨跨线桥4处，分别为跨跨新河路、望望庆大道、206国道、华中东东路。起点与与清源路定向向立交相接，，终点与北部部引桥相接。。桥梁为8联等高度及变变高度预应力力混凝土连续续箱梁桥，全长1476.5m。（3）北部引桥。。工程包括北北堤外引桥、、北跨堤引桥桥，起点位于于北岸长江大大堤以北约560m处，终点与主主桥相接。北堤外引桥为为7×40m+7×40m=560m等高度预应力力混凝土连续续箱梁桥。北跨堤引桥为为45m+70m+2×45m=205m变高度预应力力混凝土连续续箱梁桥。（4）主桥。跨越越长江主槽，，为50m+215m+510m+215m+50m=1040m双塔双索面钢钢箱梁斜拉桥桥。（5）南部引桥。。工程包括南南漫滩引桥、、南跨堤引桥桥、南堤外引引桥，起点与与主桥相连，，原计划终点点在江南东至至县与南引道道相接，目前前南堤外引桥桥直接与沿江江高速公路相相接。南漫滩引桥为为8×51m=408m等高度预应力力混凝土连续续箱梁桥。南跨堤引桥为为46.25m+70m+46.25m=162.5m变高度预应力力混凝土连续续箱梁桥。南堤外引桥为为6×40m=240m等高度预应力力混凝土连续续箱梁桥。3主桥总体布置置主桥桥跨布置置、桥墩布设设和控制高程程是总体设计计的关键，应应以通航、河河势与地质条条件结构特点点为主控制因因素。五、主桥设计计与施工1索塔基础根据桥位处的的地质条件，，基岩为粉细细砂岩、沙砾砾岩、粉土质质粉砂岩、粘粘土岩及疏松松砂岩，属软质岩和极极软岩。索塔基础设设计为双壁钢钢围堰大直径径钻孔桩复合合基础。钢钢围堰外径32m，壁厚1.5m，内径29m。索塔基础钢钢围堰内设18根直径3.0m的钻孔灌注桩桩。顶面高高程根据工期期安排渡洪的的需要取为15m，底面刃脚高高程分别为-36.0m和-44.0m，相应围堰高高度分别为51m和59m。设计钢围堰堰嵌岩0.5m～4.14m和0.16～0.34m，钢围堰封底底厚度为7m。北、南塔钢围围堰竖向分成成9段和10段，平面上每每节段分12个环块加工制作作，然后组拼拼焊接成型。。设计单位在业业主的支持下下，联合长江江水利委员会会长江科学院院基岩研究所所对主桥基础础岩体的力学学性质开展专专项研究，以以复核和调整整桩基设计所所采用的力学学参数。试验验选择的方法法是在距主桥桥桥位约6km的凤凰山山体体中开挖试验验平垌，在其其中进行压板板和短试桩等等试验平硐试验示意意图2索塔塔索塔塔为为上上塔塔柱柱平平行行分分离离的的钢钢筋筋混混凝凝土土倒倒Y形结结构构，，底底面面高高程程-3.25m，塔塔冠冠高高程程181.531m，总总高高度度184.781m，桥桥面面以以上上塔塔高高与与主主跨跨比比为为0.2616。索索塔塔在在上上塔塔柱柱处处横横桥桥向向全全宽宽13m，在在下下横横梁梁处处为为38m，在在塔塔底底为为22m，索索塔塔的的整整体体造造型型以以及及各各部部分分的的断断面面形形式式考考虑虑了了受受力力需需要要、、景景观观协协调调和和尽尽可可能能方方便便施施工工。。下塔塔柱柱高高43.851m，单单柱柱水水平平矩矩形形断断面面由由8.5m××10.5m向上上渐渐变变至至4.06m××7m，壁壁厚厚1m，中中塔柱柱高高80.88m，上上塔塔柱柱高高60.05m，均均为为单单箱箱单单室室断断面面，，长长边边壁壁厚厚0.76～0.8m，短短边边壁壁厚厚0.75～1.2m。上上塔塔柱柱顶顶面面设设7.5m高竖竖直直向向上上的的塔塔冠冠，，为为增增强强索索塔塔的的景景观观效效果果，，在在塔塔柱柱外外侧侧设设有有120××40cm装饰饰性性倒倒角角。。主塔塔环环形形预预应应力力示示意意图图3主梁梁主梁梁采采用用全全焊焊扁扁平平流流线线形形闭闭口口钢钢箱箱梁梁，，设设风风嘴嘴处处钢钢箱箱梁梁全全宽宽30.0m，索索塔塔处处不不设设风风嘴嘴，，钢钢箱箱梁梁全全宽宽27.4m，钢钢箱箱梁梁顶顶设设2%的双双向向横横坡坡，，中中心心线线处处梁梁高高3m，箱箱梁梁宽宽跨跨比比1/170，高高宽宽比比为为1/10。全全桥桥钢钢箱箱梁梁共共分分87个梁梁段段，，标标准准梁梁段段长长15m，梁梁段段最最大大吊吊重重206吨。钢钢箱箱梁梁材材质质采采用用Q345-D,全桥桥总总用用量量近近15000吨。。钢箱箱梁梁顶顶板板为为正正交交异异性性板板结结构构，，顶顶板板厚厚14～20mm，顶顶板板U型加加劲劲肋肋为为300××280××8mm，间间距距600mm，底底板板及及斜斜底底板板厚厚12～16mm，采采用用400××260××6mm的U型加加劲劲肋肋加加劲劲，，间间距距为为800mm，腹腹板板厚厚28mm，顶顶板板中中央央，，腹腹板板及及风风嘴嘴采采用用8～10mm的开开口口加加劲劲肋肋加加劲劲，，钢钢箱箱梁梁横横隔隔板板标标准准间间距距为为3.75m，板板厚厚10～20mm，横横桥桥向向以以14m的间间距距设设置置两两道道纵纵隔隔板板，，索索塔塔下下及及辅辅助助跨跨设设有有竖竖向向支支承承的的梁梁段段采采用用实实体体式式纵纵隔隔板板，，该该纵纵隔隔板板板板厚厚10～30mm，其其余余梁梁段段均均采采用用空空腹腹桁桁架架式式，，上上、、下下弦弦杆杆为为T形截截面面，，斜斜杆杆为为Φ194××6.5mm的钢钢管管。。在全全桥桥总总体体静静力力计计算算的的基基础础上上，，针针对对局局部部受受力力构构件件：：桥桥面面正正交交异异性性板板、、横横隔隔板板等等进进行行了了详详细细的的空空间间力力学学模模型型计计算算分分析析。。局局部部应应力力分分析析采采用用四四边边形形和和三三角角形形空空间间板板壳壳单单位位，，按按塔塔下下梁梁段段、、标标准准梁梁段段以以及及辅辅助助跨跨梁梁段段建建立立空空间间节节段段有有限限元元模模型型，，分分析析中中考考虑虑了了斜斜拉拉索索的的弹弹性性支支撑撑作作用用以以及及活活载载系系列列车车的的折折减减，，由由通通用用有有限限元元软软件件ANSYS进行行计计算算。。经经计计算算，，钢钢箱箱梁梁横横隔隔板板最大大主主压压应应力力为为135Mpa，最大大主主拉拉应应力力为为120Mpa。钢钢箱箱梁梁顶顶板板在在正正交交异异性性板板体体系系中中的的最大大压压应应力力为为53Mpa，最大大拉拉应应力力为为59MPa。U肋在在正正交交异异性性板板体体系系中中的的最最大大压压应应力力为为54Mpa，最最大大拉拉应应力力为为53Mpa。总总体体作作用用体体系系和和正正交交异异性性板板体体系系应应力力组组合合后后，，顶板板最最大大压压应应力力为为127Mpa，最大大拉拉应应力力为为119Mpa。U肋的的最大大压压应应力力为为92Mpa，最最大大拉拉应应力力为为121MPa。HG1横隔隔板板构构造造示示意意图图HG2横隔隔板板构构造造示示意意图图纵隔隔板板造造示示意意图图(11m)纵隔隔板板造造示示意意图图(7m)标准准梁梁段段环环焊焊缝缝临临时时匹匹配配件件构构造造图图(一)标准准梁梁段段环环焊焊缝缝临临时时匹匹配配件件构构造造图图(二)4斜拉拉索索安庆庆长长江江公公路路大大桥桥主主桥桥斜斜拉拉索索采采用用多多束束Φj15.24环氧氧喷喷涂涂无无粘粘结结钢钢绞绞线线斜斜拉拉索索，，及及与与之之相相匹匹配配的的锚锚具具，，橡橡胶胶减减振振圈圈及及体体外外减减振振装装置置。。钢钢绞绞线线标标准准强强度度1860Mpa，弹弹性性模模量量1.95××105Mpa。该该体体系系可可提提供供环环氧氧粉粉末末涂涂层层、、油油脂脂、、单单束束热热挤挤高高密密度度聚聚乙乙烯烯、、整整索索高高密密度度聚聚乙乙烯烯外外套套四四层层防防护护，，整索索高高密密度度聚聚乙乙烯烯外外套套上上带带有有双双螺螺旋旋线线，，可可阻阻断断导导致致斜斜拉拉索索风风雨雨振振的的雨雨线线产产生生。。单束束环环氧氧喷喷涂涂钢钢绞绞线线在在工工厂厂用用专专用用设设备备中中加加工工制制造造完完成成环环氧氧喷喷涂涂、、油油脂脂涂涂层层及及单单束束热热挤挤高高密密度度聚聚乙乙烯烯，，根根据据每每根根斜斜拉拉索索长长度度单单束束下下料料，，检检验验合合格格后后包包装装成成盘盘运运住住工工地地，，单单束束挂挂索索安安装装、、张张拉拉和和整整体体张张拉拉调调索索达达到到设设计计要要求求。。本本桥桥最最大大斜斜拉拉索索由55束Φj15.24环氧氧喷喷涂涂钢钢绞绞线线组组成成，，长度度277米。5.1钢箱箱梁梁制制造造根据据制制造造与与架架设设的的需需要要，，将将钢钢箱箱梁梁划划分分为为A～N十四四种种类类型型共共87个梁梁段段进进行行制制造造和和架架设设。。其其中中0号梁梁段段（（A、B、C、D）14段，，标标准准梁梁段段（（E）52段，，辅辅助助跨跨梁梁段段（（J、K、L、M）12段，，与与辅辅助助跨跨相相邻邻边边跨跨梁梁段段（（G、H、I）6段，，端端梁梁段段（（N）2段，跨跨中合合拢梁梁段（（F）1段。除除顶板板U形肋采采用高高强螺螺栓连连接外外，梁梁段间间其余余部分分均采采用焊焊接连连接。。钢箱梁梁拼装装总体体施工工流程程为：：板材材预处处理→→板单单元制制造→→多梁梁段连连续匹匹配组组焊→→梁段段预拼拼装→→梁段段涂装装→梁梁段运运输上上桥→→桥位位处焊焊接→→工地地连接接处涂涂装。。5.2钢箱梁梁架设设1）塔下下0号块梁梁段安安装：：塔下下0号块分分A、B、C、D四种类类型共共七个个梁段段，在在索塔塔完工工后，，拼设设好索索塔托托架，，用1200t大型浮浮吊按按顺序序逐段段起吊吊到托托架上上，纵纵移到到设计计位置置。然然后精精确调调整A梁段的的高程程和轴轴线，，达到到要求求后下下与横横梁进进行临临时固固结，，再分分别进进行江江侧、、岸侧侧B梁段与与A梁段，，C梁段与与B梁段，，以及及D梁段与与C梁段的的精确确匹配配，完完成各各梁段段间的的焊缝缝连接接，安安装1号斜拉拉索并并完成成一张张，由由此形形成塔塔下0号块。。2）辅助助跨梁梁段安安装：：辅助助跨及及相邻邻的边边跨分分成G、H、I、J、K、L、M、N八种类类型共共10个梁段段，用用1200t浮吊由由端梁梁段N开始逐逐一起起吊各各梁段段至支支架上上，牵牵引滑滑移到到比设设计位位置向向岸侧侧偏移移55厘米处处，逐逐一将将各梁梁段线线形、、高程程调整整到位位，完完成焊焊缝连连接。。当实实现边边跨合合拢时时，再再将已已安放放在支支架上上并焊焊为一一体的的辅助助跨及及相邻邻边跨跨梁段段整体体向江江侧顶顶推于于55厘米，，与边边跨合合拢段段匹配配焊接接，从从而实实现边边跨的的合拢拢。3）塔下下0号块架架设完完成后后，利利用1200t浮吊将将事先先组拼拼好的的四台台桥面面吊机机分别别吊至至南、、北塔塔0号块江江、岸岸侧悬悬臂端端安装装就位位，按按有关关规范范对桥桥面吊吊机进进行试试验和和试吊吊后，，开始始标准准梁段段桥面面吊机机悬臂臂对称称吊装装。标标准梁梁段悬悬臂安安装工工艺流流程为为：运运送i梁段至至桥下下指定定位置置→桥桥面吊吊机起起吊i梁段，，与前前一梁梁段进进行初初匹配配后连连接梁梁段间间的临临时连连接件件→对对前一一梁段段上的的斜拉拉索进进行第第二次次张位位并测测量相相应的的索力力及梁梁段高高程→→调整整i梁段的的轴线线及高高程，，进行行精确确定位位匹配配→连连接顶顶板U肋高强强螺栓栓并进进行环环焊缝缝施焊焊→底底板及及斜底底板U肋嵌补补段组组焊、、i号斜拉拉索外外护套套安装装→嵌嵌补段段焊缝缝完为为70%后，开开始i号斜拉拉索的的单束束挂索索及第第一次次张拉拉→桥桥面吊吊桥前前移准准备起起吊后后一梁梁段的的安装装。4）边跨跨合拢拢。采采用边边跨A12梁段作作为合合拢段段。边边跨与与中跨跨（A12、J12）梁段段的起起吊等等与其其它标标准梁梁段相相同，，A12号梁段段与A11号梁段段初匹匹配定定位后后，利利用设设于端端梁段段的两两个水水平千千斤顶顶将已已焊成成一体体的边边跨梁梁段向向江侧侧顶推推至靠靠近A12梁段的的远塔塔处，，前一一梁段段（A11、J11）斜拉拉索第第二次次张拉拉后，，精确确调整整A12梁段轴轴线、、高程程及边边跨焊焊为一一体的的梁段段近塔塔端的的高程程，使使A12梁段与与两端端箱口口平顺顺连接接、精精确匹匹配后后进行行环焊焊缝的的连接接及斜斜拉索索的第第一次次张拉拉，中中跨桥桥面吊吊机前前移就就位起起吊中中跨J13梁段，，J13与J12梁段初初匹配配后，，张拉拉A12及J12梁段对对应的的斜拉拉索，，至此此边跨跨合拢拢完成成。5）中跨跨合拢拢在中中跨最最后一一个标标准梁梁段J16悬臂安安装及及A16、J16斜拉索索第一一次张张拉后后进行行，桥桥面吊吊机前前移9.494米至南南北两两台桥桥面吊吊机处处于抬抬吊合合拢段段的位位置，，在J16号梁段段的斜斜拉索索处设设四只只压重重水箱箱。在在温度度较低低的夜夜晚通通过索索力调调整使使合拢拢口两两侧的的梁段段前端端主控控制点点高程程及轴轴线达达到施施工控控制的的要求求，立立即完完成合合拢桁桁架的的安装装。起起吊合合拢段段前在在南、、北塔塔处A梁段处处各设设置150t的压重重并完完成索索塔处处钢箱箱梁侧侧向抗抗风支支座的的安