“世界第一天桥—-矮寨大桥施工过程模拟动画

工程概况

矮寨特大悬索桥位于湖南湘西。矮寨悬索桥桥距吉首市区约20公里,跨越矮寨镇附近的山谷,德夯河流经谷底,桥面设计标高与地面高差达330米左右。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,矮寨特大悬索桥主梁长1073.65m,吊索采用71对钢丝绳,索塔采用双柱式门式框架结构,悬索桥的主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷,主跨居世界第3、亚洲第1。渝湘高速于2012年3月31日正式通车。

主梁高7.5m,梁宽27m,节段梁长14.5m,全桥共69节,主梁全长1000.5m。主缆矢跨比为1/9.6,中跨主缆直径844mm,由169股预制平行钢丝索股组成,主缆施工采用预制平行钢丝索股逐根架设的施工方法。吊索采用钢丝绳,全桥共71对。吉首岸采用重力锚,茶洞岸采用隧道锚。索塔采用双柱式门式框架结构,扩大基础。悬索桥两端与隧道相连。

技术标准:

矮寨大桥为四车道高速公路特大桥,设计车速80km/h,设计汽车荷载为公路-1级,桥面设计风速34.9m/s。地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。

施工难题

  1. 地形险要。桥面到峡谷底高差达330米,两岸索塔位置距离悬崖边缘仅70至100米;
  2. 地质复杂。桥位处存在岩堆、岩溶、裂隙和危岩体等不良地质现象;
  3. 峡谷多雾。据统计,瞬间最大风速为31.9米/秒;
  4. 吊装难。主缆及钢桁梁在300至400米高空架设,单件吊装最大重量达120吨;
  5. 运输难。土建工程运量大,仅钢材、水泥、砂石的材料运输总量就达18万吨。

世界第一

  1. 大桥主跨1176米,为目前世界峡谷跨径最大悬索桥;
  2. 首次采用塔、梁完全分离的结构设计方案;
  3. 首次采用“轨索滑移法”架设钢桁梁;
  4. 首次采用岩锚吊索结构,并用碳纤维作为预应力筋材。

施工亮点

轨索移梁。首次采用轨索移梁工艺进行主桁梁架设。轨索移梁法即利用大桥永久吊索,在其下端安装水平轨索,再将水平轨索张紧作为加劲梁的运梁轨道,实现由跨中往两端节段拼装大桥的钢桁加劲梁。相对于桥面吊机拼装方案,轨索移梁方案可大大减少钢桁梁的高空拼装作业,既可节省工期和节约投资,又有利于保证施工安全及施工质量。

塔梁分离。首次采用塔梁完全分离结构。一般悬索桥设计中,塔与梁相接,但矮寨大桥索塔位置距悬崖边缘仅70-100米,下面即是数百米高的谷底,地形比较特殊。使用塔梁完全分离结构可以最大限度减少对山体的开挖,缩短钢桁梁长度,节省投资。

岩锚吊索。首次在悬索桥上使用大型岩锚吊索。由于使用了塔梁分离式悬索桥结构,使钢桁梁长度小于主塔中心距,主缆存在无吊索区,吊索卸载应力为零的情况就会出现,并且对大桥的钢桁梁受力也有不利影响。因而,大桥采用岩锚吊索结构。在吉首岸设置1对岩锚吊索,茶峒岸设置2对岩锚吊索。岩锚吊索作为调节器,让主梁受力平衡。

碳纤维预应力索。首次采用碳纤维预应力索对岩锚底座进行锚固。将岩锚吊索所受的拉力传至地面岩体上,常规岩锚索预应力筋材采用钢绞线,矮寨大桥根据研究试验后采用了高性能的碳纤维作为预应力筋材,与传统钢绞线相比,碳纤维材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀的特点,为桥梁的安全提供充分的保障。

施工过程动画

照片(来自网络)

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参考资料

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