武汉阳逻长江大桥

武汉阳逻大桥于2003年11月6日开工建设,2005年4月索塔顺利封顶,开始上部结构安装施工,10月完成猫道并开始架设主缆索股,2006年4月开始吊装钢箱梁,2007年12月16日竣工,2007年12月26日正式通车,总投资19.64亿元。

工程概况

武汉阳逻长江大桥,是武汉绕城公路东北段跨越长江的重点工程,与京珠、沪蓉国道主干线构成湖北省“四纵二横一环”公路主骨架的“一环”。桥址位于武汉市东北,在武汉长江二桥下游27 km处,大桥北岸为武汉市新洲区阳逻镇,南岸为武汉市洪山区。工程总长10 km,桥梁长度2 725 m(其中主桥长1 280 m,引桥长1 445 m),接线长度7 275 m。

桥址北岸为岩石岸坡,南岸为人工堤防(武惠堤),常水位时江面宽1 000~1 100 m,河床深槽偏于北岸。两岸堤间距离1 500 m。南大堤顶面高程29.4 m(黄海高程,以下同),防洪要求较高,堤外地面高程约为22 m,属长江Ⅰ级阶地。

北塔、北锚处覆盖层较薄,弱风化岩层顶板高程15.8~19.8 m,微风化顶板高程-4.4~-8.2 m,基岩完整性较好,为细砂岩。南锚处覆盖层由粘土层、粉砂层和砾石层组成,基岩为砂砾岩,埋深约50 m。桥位区地震烈度为6度。

武汉阳逻长江大桥

主要技术指标

桥为双向六车道高速公路特大桥,桥面净宽33 m。计算行车速度120 km/h。计算荷载为汽车-超20级,挂车-120。桥位区20 m高度处重现期100年10 min平均最大风速为33.4 m/s。设计最高通航水位25.296 m,设计最低通航水位9.226 m。桥下通航净高为设计最高通航水位以上大于24 m,通航净宽为双向通航不小于425 m、单向通航不小于30 m。桥面最大纵坡2.6%,桥面横坡2%。

桥型方案比选的四种方案

斜拉-悬吊组合体系桥

采用斜拉-悬吊组合体系(270 m+1 176 m+456 m),主要为了减少主缆缆力及锚碇规模。但根据详细的结构分析研究,该体系与同跨径悬索桥相比,缆力减少仅为25%,效果不明显。但却存在斜拉-悬吊交界处刚度不匹配、吊索疲劳以及上部结构安装难度大,设计、
施工技术不成熟等缺点,因此放弃了该桥型方案。

三塔悬索桥方案

三塔悬索桥方案布跨为210 m+700 m+700 m+210 m,主缆矢跨比采用1∶9。

提高三塔悬索桥整体刚度的常用措施包括:

  1. 中塔在顺桥方向采用A字形,但为了避免由于中塔刚度大造成塔顶两侧主缆不平衡的水平力较大,中塔塔顶主索鞍必须采取主缆抗滑措施;
  2. 在3个索塔塔顶之间设置水平索,但由于水平索受温度影响大,施工困难,并且影响全桥的景观效果;
  3. 在主跨跨中设置中央扣,对提高全桥刚度效果不大;
  4. 在中塔处将主梁和索塔进行固结处理,对改善全桥刚度效果甚微;
  5. 采用不同矢跨比的2根缆,2根缆之间采用刚性杆连接,增加主缆刚度,但施工难度大;

但该方案对航运及阳逻港存在一定的影响,中塔锚固索的处理国内外无成功经验,所以放弃。

单跨悬索桥方案

该桥型方案跨径布置为250 m+1 280 m+440 m,边中跨比分别为0.195和0.344。主缆矢跨比采用1∶10.5。这个方案的优势在于同类型桥梁建设技术成熟,上部结构在设计和施工方面难度小。

阳逻大桥

三塔斜拉桥方案

桥型布跨为73 m+157 m+2×530 m+157 m+73 m,总长为1 520 m的6跨连续三塔钢箱梁斜拉桥。关键技术在于如何提高结构总体刚度,解决温度引起边塔较大的内力:(1)中、边塔间设置辅助索,同时在跨中设置交叉斜拉索,以解决总体结构刚度;(2)边塔下塔柱设置竖向预应力,以解决边塔较大的温度应力。

设计基本参数

锚碇构造

南锚碇基础采用外径为73 m,壁厚为1.5 m的圆形地下连续墙加钢筋混凝土内衬作为基坑开挖支护结构。锚体采用三角形框架结构,高26.5 m,散索鞍I.P.点至前锚面的距离为23 m,锚块顺索股方向厚即锚固长度为19 m。前锚面锚固系统平面布置尺寸为8.8 m×9.75 m,后锚面锚固系统平面布置尺寸为15.10 m×17.45 m。锚体混凝土约为4.02万m3

北锚碇采用天然开挖重力式锚碇。基础设置在微风化细砂岩上。锚碇总高度为46.5 m,基础长70.5 m,宽53 m。散索鞍I.P.点至前锚面的距离为25 m,锚块顺索股方向厚即锚固长度为20 m。前锚面锚固系统平面布置尺寸为8.8 m×9.75 m,后锚面锚固系统平面布置尺寸为15.43 m×17.86 m。北锚碇混凝土总方量约为8.74万m3,挖方约30万m3

索塔及基础

南、北索塔基础采用分离式承台,一个基础分别设置50根直径为2.0 m和28根直径为2.8 m的钻孔灌注桩。北塔承台埋入土中,且下塔柱很短,因此不设承台系梁。南北索塔承台厚6 m。

索塔采用带剪刀撑的框架结构,设置2道横梁。横梁为预应力混凝土结构,剪刀撑采用钢箱结构。索塔塔柱为钢筋混凝土箱形结构,高度分别为169.812 m和163.312 m。

武汉阳逻长江大桥

鞍座系统

南(北)主鞍顺桥向长度为6 326(7 426) mm,横桥向宽度为3 820 mm。鞍体采用铸、焊结合的混合结构;鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成。散索鞍鞍体采用铸焊结合的混合结构。

主缆系统

本桥设置2根主缆,中心距为35.0 m,主缆矢跨比为1∶10.5。南边跨及中跨主缆由154股索股组成,北边跨主缆由162股索股组成,其中有8股索股锚固于北索塔塔顶的主索鞍上。

吊索及索夹

索采用平行钢丝吊索,吊索标准间距为16 m。平行钢丝直径为5.1 mm,标准强度1 670 MPa。上、下端均采用销接式,锚头采用热
铸锚。索夹选用ZG20SiMn,为保证在预紧栓作用下索夹能紧抱主缆,在两半索夹间留有适当的空隙。验算索夹对主缆抗滑时取摩擦系数为0.15。

钢箱梁

主梁采用流线型扁平钢箱梁。钢箱梁梁高取3.0 m,箱梁全宽(含导流板)38.5 m,高宽比1∶12.5,风嘴两侧各设置50 cm宽的导流板。钢箱梁结构采用Q345-D合金钢,全焊连接。

桥面板采用正交异性板,顶板厚14 mm,底板厚10 mm, U形加劲肋厚均为6 mm。钢箱梁每隔3.2 m设一道板式横隔板。吊点处板厚10 mm,非吊点处板厚8 mm。在梁端部区域由于有竖向支座、横向限位支座和伸缩缝装置,横隔板适当加厚。钢箱梁外部采用电弧喷铝的防腐方案,内部设置抽湿系统。全桥采用2台养护车。钢桥面铺装采用6 cm厚的环氧沥青混凝土。

在索塔下横梁处设置4个竖向支座,4个抗风支座和4个纵向阻尼缓冲支座。

计算软件

结构计算采用QJX桥梁综合程序和桥梁博士V2.8程序,计算结构各工况及不同荷载组合下的内力、应力及变形。主要计算荷载包括桥塔及上构的静载、收缩徐变、活载、温度、风荷载、地震荷载、船舶撞击荷载、施工荷载等。

武汉阳逻长江大桥
武汉阳逻长江大桥

施工过程动画

视频地址

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8条评论

  1. 我不专业,就提出几点问题:1、总投资19.64亿元。用得了这么多么。。。实际能需要的百分比?2、那些个计算软件,不管是计算应力还是啥的,效果有多大?意思也就是,有多少计算不合格的?那些倒了塌了的是不是也计算合格了?3、上述计算软件的验证方式,如果跟模拟验证(当然我不知道是不是已经这么做了,能不能做也不知道),同比例同条件下的设计模拟,是不是会更好?4、桥梁的设计人员是否很懂得安全上的一些理论,虽然安全人员不懂设计和技术,但是可以通过理论分析、事故树(件)分析来解决一些安全方面的问题,比如航空业经常使用的一些理论。桥梁设计行业有么?有的话,作用有么??5、欢迎来天津品味海河上的各座桥梁,开启式各个海河桥,彩虹大桥等等。。。。言而总之,虽然我的评论不是一针见血,但是字数应该算最多的了吧!

    1. 真牛!不得不说这是史上最牛评论~1、总投资一般指的不仅仅是这一座桥,还有桥两侧的公路工程,毕竟桥是路的一部分嘛。至于公路,里程很长,多数情况这些资金不够用还得追加投资;2、那个计算软件就是工程仿真分析软件,这些专业软件遵循国家规范的计算公式,目的是方便工程师对结构进行优化设计,计算结果是可靠的——也就是说都符合国家规范的要求。3、这里要补充一点,几十年前的老专家们靠手算设计出来的桥梁可能会比今天设计的桥梁“更结识”,这是因为老前辈们采用了相当保守的算法,强度储备的确高,但相当浪费材料,如今桥梁工程这么多,那种算法花钱太多了。4、你说的安全方法,同济大学最先提出“桥梁风险分析”研究方向,我还做过施工风险分析的论文,也涉及到事故树、层次分析法、灰色理论等等,但这些只是在高校里面弄。设计院在做工程的时候真心希望速战速决,没时间考虑这些的。。往往是科研还没做完,大桥已经竣工了。等去天津请你当导游啊,哈哈哈

      1. 我第一条的意思是,19亿有多少用在了桥和桥的辅助工程上,有多少飞了。。飞到了那些不该去的地方。。。