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我國懸索橋跨徑紀錄再刷新——南京仙新路跨江大橋

來源: 橋檢車 日期:2021-08-04 瀏覽:0

南京仙新路過江通道是“十四五”期間南京城市發展的重大工程項目,是連接主城區與國家級江北新區、南京經濟技術開發區的重要紐帶,也是南京“高快速路系統”的重要組成部分。南京仙新路過江通道工程距離上游的南京長江二橋6.2km,距離下游的南京長江四橋4.3km,南岸起自科創路交叉處,向北沿仙新路跨越棲霞大道、恒廣路、恒通大道及新港大道后,跨越長江;江北側跨越疏港大道、化工大道后接入省道S501,跨越江北沿江高等級公路及滁河后接地。全長約13.17km,跨江大橋采用主跨為1760m的單跨吊鋼箱梁懸索橋,在同類型橋梁跨徑居國內第一、世界第二,概算總投資為110.9億元。主體工程于2020年3月開工建設,預計于2024年建成通車。

圖1 仙新路過江通道地理位置圖

架起新舊城區的重要紐帶

仙新路過江通道跨江主橋采用主跨1760m、門形塔、單跨吊、整體鋼箱梁懸索橋方案,主纜跨度布置為(580+1760+580)m,邊中跨比0.33,主纜矢跨比1/9。

圖2 跨江主橋立面布置圖(單位:m)

圖3 跨江主橋效果圖

南北主塔設計

南、北塔設計采用門式框架結構,群樁基礎,單樁直徑為φ2.8m,共66根,按摩擦樁設計,其中南塔設計樁長101m、北塔設計樁長110m;承臺為矩形結構,平面尺寸為74.8m×39.8m,厚度為8m;棱臺形塔座,頂面平面尺寸為14.5m×18m,高3.5m;主塔采用門形混凝土塔,上橫梁采用N字造型。塔柱全高(從塔座頂面至鞍座底)263.8m。自橋面以上塔高208.6m,橋面以下塔高55.2m,分別由上、中、下塔柱,上、下橫梁及塔頂鞍罩幾部分組成。

圖4 橋塔結構圖(單位:cm)

主塔橫橋向為門形混凝土框架結構,兩塔柱間的橫向中心間距,塔頂為27.7m,塔底塔座頂為42.7m,主塔橫向外側呈1:29.31的坡度,內側呈1:43.97的坡度。塔柱橫橋向尺寸從頂面7.5m變化到塔底10.5m。縱橋向尺寸從頂面11.0m變化到塔底14.0m。為了減小風阻系數以及景觀效果,塔柱截面設計為五邊形截面,塔柱外側兩條邊的縱橫向變化斜率為1:3.67;塔柱內側截面兩端切25×25cm的倒角。

下塔柱高49.8m,橫橋向寬9.934~10.5m、順橋向寬13.434~14.0m,采用五邊形單箱單室截面,基本壁厚為1.6m,在根部及與下橫梁交界部一定范圍內壁厚逐漸加厚。

中塔柱高187.5m,橫橋向7.801~9.934m、順橋向寬11.301~13.434m,采用五邊形單箱單室截面,基本壁厚為1.4m,在與中橫梁及下橫梁交界部一定范圍內壁厚逐漸加厚。中塔柱在橋面處塔柱外側設有1.8m×1.0m進人孔,電力管線從該處通過,在與上橫梁對應處開1.8m×1.0m進人孔。

上塔柱高26.5m,橫橋向7.5~7.801m,順橋向寬11~11.301m,采用五邊形單箱單室截面,基本壁厚為1.2m,在與上橫梁及中橫梁交界部一定范圍內壁厚逐漸加厚。上塔柱頂即鞍座底設置有6.0m高的實體段,上塔柱底部與上橫梁對應處開1.8m×1.0m進人孔,以利于檢修人員從塔柱進入上橫梁頂及塔頂,塔頂部設有高10m的鋼鞍座防護罩。

主塔下橫梁為預應力混凝土單箱雙室結構。下橫梁中間高8m,梁底以半徑為58.72m的圓弧變化,梁高由8m增至10m。橫橋向長29.935(橫梁頂)、30.39m(橫梁底),順橋向寬12m,頂、底板厚度均為1.0m,腹板厚度為1.5m(邊腹板)、1.0m(中腹板)。為利于橫梁頂面布置支座墊石,在邊跨混凝土梁支座下方和主跨支座墊石下方設置1.5m厚、高4m的橫隔板,下橫梁頂面設有進人孔。

上橫梁為N字形鋼包混凝土組合結構。混凝土梁為梁高17m、寬6m的單箱單室截面,頂、底、腹板厚度均為1.2m,頂面設有進人孔。混凝土上橫梁外部設置有鋼結構,將整個混凝土上橫梁包裹在內。

南錨碇設計

南錨碇基礎采用外徑65m、壁厚1.5m的圓形地下連續墻加環形鋼筋混凝土內襯支護結構,地連墻基礎由地連墻、帽梁、內襯、底板、頂板及填芯混凝土組成。錨碇前端分16個隔艙,隔艙尺寸為9.0×9.0(縱向×橫向)m,隔艙頂板厚7.2m,底板厚10m。地下連續墻嵌入微風化巖不小于3m,根據開挖深度及地質情況槽段劃分A、B區,A區槽段平均深度為60m,B區槽段平均深度為63m。帽梁為鋼筋混凝土圓形結構,高3.0m、寬4.0m。

錨體基礎以上高24.8m,南錨碇主纜理論散索點高程為+33.085m,主纜在鞍部處入射角為20.485°,大纜橫橋向上下游中心線距離為27.7m。整個錨體在平面呈U形,錨體順橋向全長64.75m,橫向寬62.8m。錨體從結構受力和功能上分為錨塊、鞍部、錨室側墻、錨室端墻、錨室頂蓋和錨塊后澆段。

圖5 南錨碇結構圖

北錨碇設計

1.錨碇沉井基礎

北錨碇基礎設計為沉井形式。沉井長和寬分別為70m 和50m(第一節沉井鋼殼平面尺寸長和寬分別為70.4m 和50.4m),沉井高50m。沉井頂標高為+4.585m,底標高為-45.415m。沉井設計20個井孔,第一排設計為填水,其他四排為填砂。

沉井高度方向分為九節,第一節為鋼殼混凝土沉井,高8m;第二至第九節均為鋼筋混凝土沉井,其中第二節為6m高,三至八節為5m高,第九節為6m;沉井封底混凝土厚為12m,混凝土標號為C30,基底置于密實的圓礫土層。

2.鋼殼設計

沉井第一節為鋼殼混凝土沉井,鋼殼長70.4m、寬50.4m、高8.0m,總重約1730.3t;鋼殼沉井底部設有分區擋墻,分區擋墻總重46.04t。

圖6 北錨碇結構圖

“四新”為設計施工注入新理念

仙新路跨江采用主跨1760m單跨吊鋼箱梁懸索橋,設計標準為六車道城市快速路,具有跨度大、寬跨比小、技術復雜、結構相對輕柔、橋梁造型優美的特點。

1.主橋跨度為1760m,是目前國內在建跨度最大的橋梁,其主纜直徑為879mm,單根主纜拉力達386826KN。

2.南錨碇地連墻深度最大達63m,入微分化礫巖不少于3m,地連墻基坑開挖深度達54m,為同類型最深。

3.北錨碇沉井基礎規模大,并且距離西壩港區鐵路專用線僅116m,下沉施工控制要求高。

4.主塔上橫梁采用鋼外包N造形,結構高度60m,外包鋼結構劃分為6個節段,單節段吊裝重量100t,結構吊裝及拼裝難度大。

在大橋設計過程中,注重將先進的設計理念、創新材料、工藝設計、創新算法融入橋梁方案,考慮先進適用的“四新”技術的應用,提升項目設計、施工品質。(具體“四新”技術的內容詳見明天【橋隧創新周周探】欄目)

自2020年3月17日大橋主塔鉆孔灌注樁施工開始,項目主體工程正式步入施工期。經過一年多的時間,目前大橋南北主塔樁基全部施工完成,北錨沉井完成第九節接高,目前正在進行第三次下沉;南錨完成基坑開挖與內襯施工,目前正在進行底板澆筑施工;整體預計2024年建成通車。

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