江陰長(zhǎng)江大橋國(guó)內(nèi)外橋發(fā)展橋未來(lái)發(fā)展-在線瀏覽
2025-08-09 18:45本頁(yè)面
【正文】 處覆蓋層厚達(dá)100m，在地面以下40m范圍內(nèi)主要是松散的細(xì)砂土和亞粘土逐步到緊密細(xì)砂層，地下4050m為硬粘土層，以下為緊密含礫石中粗砂。北錨碇要承受2根主纜傳來(lái)的640MN的拉力傳遞給沉井和基礎(chǔ)，是一個(gè)以承受水平力為主的結(jié)構(gòu)。在這些荷載作用下沉井地基受到不均勻壓力并產(chǎn)生沉降。設(shè)計(jì)允許錨塊可以向前水平位移100mm，通車(chē)至今實(shí)際水平位移不到25mm。塔柱為雙室箱式結(jié)構(gòu)，兩室分別安裝檢修電梯和檢修人梯。塔身采用爬模施工，北塔每次爬升6m()。在塔身澆筑高度超過(guò)橫梁頂一定高度后，用直徑為900mm鋼管支模澆筑橫梁，分兩次澆筑兩次張拉。六上部結(jié)構(gòu)懸索橋的主纜是全橋最重要的承重構(gòu)件，主纜的長(zhǎng)度和線型對(duì)全橋的幾何形狀具有決定性影響。、強(qiáng)度1,600MPa的高強(qiáng)鍍鋅鋼絲所組成，重50t。錨杯用鑄鋼制成，內(nèi)澆鋅銅合金。主跨的主纜由169根索股構(gòu)成，共21,463根鋼絲。主跨主纜直徑達(dá)876mm，邊跨主纜直徑達(dá)897mm，江陰大橋的懸掛系統(tǒng)主要由安裝在主纜上的索夾、吊索和安裝在鋼箱梁上的耳板組成。主纜鋼絲在跨過(guò)塔頂和進(jìn)入鞍部分散錨固時(shí)，對(duì)混凝土都會(huì)產(chǎn)生很大壓力，故必須設(shè)置鞍座和散索鞍。主跨鋼箱梁安裝過(guò)程中，主跨主纜垂度在不斷變化，使主塔兩側(cè)主纜的傾角也產(chǎn)生變化，水平力亦不相等。作為橋面板的主梁采用扁平閉合流線型斷面。梁高3m。全橋鋼箱梁分成87節(jié)梁段，總重量18,000t。吊裝節(jié)段長(zhǎng)32m，即由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段拼裝后吊裝。頂板厚12mm；底板厚10mm。減輕鋼箱梁重量從而減少對(duì)主纜的拉力和對(duì)錨碇的負(fù)擔(dān)。鋼箱梁的吊裝是用液壓式跨纜吊機(jī)，把駁船運(yùn)來(lái)的鋼箱梁節(jié)段從水面提升到設(shè)計(jì)高度，用吊索把它固定到位。鋼箱梁內(nèi)外都采用油漆噴涂，但因箱內(nèi)密閉、不通風(fēng)，故而設(shè)置了除濕系統(tǒng)，使空氣濕度保持在40%以下，大大延緩了鋼板銹蝕。另外，還定期測(cè)量南北錨碇和南北塔頂位移的情況。工作站置于大橋的監(jiān)控中心，提供系統(tǒng)與操作人員的界面，便于完成系統(tǒng)參數(shù)的操作，并對(duì)各站接收到的設(shè)計(jì)、處理和報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示。梁的外形和移動(dòng)選用了光載波通信系統(tǒng)。吊索中的拉力監(jiān)測(cè)，使用了荷載銷(xiāo)，測(cè)出吊索拉力與理論值進(jìn)行比較。振動(dòng)特性是大橋的主跨和一側(cè)邊跨主纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)，選用了高標(biāo)準(zhǔn)加速度儀，提供主梁、主纜和吊索的顫振振型與理論分析對(duì)比，對(duì)維護(hù)管理提供幫助。江陰大橋還考慮了使用和整體的景觀效果，在南岸的高地布置了監(jiān)控、觀光的綜合樓和緊急疏散通道，北岸布置了大橋公園、管理中心、監(jiān)控中心、收費(fèi)站和展覽廳。十橋面鋪裝在橋面上每增厚10mm的橋面鋪裝，橋面將增加10,000kN荷載，加大了對(duì)北錨碇的壓力。鋼橋面的瀝青混凝土鋪裝要解決高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性，常溫抗疲勞和各層粘接力問(wèn)題。十一榮譽(yù)該工程獲得：英國(guó)建筑協(xié)會(huì)2000年度優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)；2001年江蘇省“揚(yáng)子杯”優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)；2001年江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；第十六屆匹茲堡國(guó)際橋梁協(xié)會(huì)會(huì)議的尤金費(fèi)格金獎(jiǎng)和2002年度魯班獎(jiǎng)。它對(duì)全橋強(qiáng)度和剛度起決定性的作用，因此，國(guó)內(nèi)外懸索橋都對(duì)纜索系統(tǒng)給予高度重視。通過(guò)施工實(shí)踐，設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的問(wèn)題有的為實(shí)踐所肯定，成為經(jīng)驗(yàn)；有的則為實(shí)踐所否定，而成為教訓(xùn)。在這8 年多的時(shí)間里，懸索橋技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的成就，國(guó)外建成了像明石大橋、大帶東橋這樣的超級(jí)懸索橋，國(guó)內(nèi)的現(xiàn)代懸索橋也從無(wú)到有，建成多座各具特色的大橋。實(shí)踐證明，這種形式在江陰橋的實(shí)際情況下，不僅經(jīng)濟(jì)、方便施工，還能增加橋梁的整體剛度，是合理的選擇。為使南、北主索鞍尺寸相同，便于制造，北邊跨也采用相同的傾角。如果不受地形限制，根據(jù)“主纜在塔頂兩側(cè)的夾角盡量相近”的原則來(lái)設(shè)計(jì)，南、北邊跨的跨度應(yīng)分別取439m和480m。可見(jiàn)：①邊跨跨度加大，一方面使邊纜長(zhǎng)度增加約32％，活載產(chǎn)生的彈性伸長(zhǎng)量增大；另一方面使邊纜的垂度增大約89％，這兩者的增大最終都會(huì)導(dǎo)致橋塔的受力變壞，塔底彎矩增加約21％，并使橋梁的整體剛度下降，塔頂水平位移增大約20％；②邊跨跨度加大，雖然邊纜的截面積減小了，但是，邊纜的長(zhǎng)度卻增長(zhǎng)了，綜合的結(jié)果，邊纜的用鋼量還是凈增約24％，計(jì)1472t。較之過(guò)去一般懸索橋所習(xí)用的全纜截面相同的做法，中跨主纜鋼絲用量節(jié)省了507t。邊纜跨度決定邊纜傾角，邊纜傾角對(duì)邊纜纜力、橋梁的整體剛度和橋塔受力都有影響。吉姆辛認(rèn)為： “邊跨長(zhǎng)度對(duì)塔頂水平位移有很重要的影響?！迸c邊跨長(zhǎng)度具有如此強(qiáng)烈的相依性可解擇為：彈性應(yīng)變和垂度變化這兩者的作用都隨纜索長(zhǎng)度的增加而增加。左右，鋼絲用量最省，37。實(shí)際上，因地形制約以及邊纜與中纜纜力差限制，往往不可能達(dá)到這樣大的傾角。江陰橋縮小邊跨，又采用邊纜加股的做法，應(yīng)該是懸索橋技術(shù)的一項(xiàng)進(jìn)步。有些專(zhuān)著的作者也以為“從總體受力角度要求邊跨與主跨的主纜水平分力在塔頂處互相干衡，這要通過(guò)邊跨與中跨的主纜在塔頂兩側(cè)的夾角盡量相近來(lái)保證。實(shí)際上，這種設(shè)計(jì)原則是值得商榷的。對(duì)于大多數(shù)懸索橋來(lái)說(shuō)，不論單跨還是三跨，中跨的跨越能力都是倍受關(guān)注的。而中纜是由索塔和邊纜所組成的結(jié)構(gòu)來(lái)支承的，支承的剛度也就支配了中纜的剛度。實(shí)際上，這和三跨連續(xù)梁的邊跨對(duì)中跨的作用以及斜拉橋的背索和輔助墩對(duì)中跨的作用的道理是一樣，都是以提高邊跨對(duì)中跨的支承作用來(lái)加強(qiáng)中跨的剛度和跨越能力的。如果，再配合使用增加邊纜索股的做法來(lái)避免因邊纜纜力增大帶來(lái)中纜鋼絲用量增加，則可進(jìn)一步節(jié)省鋼絲用量。它影響纜力，從而影響鋼絲用量；影響水平拉力，從而影響錨碇。綜合考慮這些因素，江陰橋采用的主纜垂跨比為1：10．5。大跨懸索橋具有足夠的重力剛度，可以采用較大的垂跨比。江陰橋跨度較大帶東橋小，加勁梁也較輕，重力剛度遠(yuǎn)不如大帶東橋大。 按橋規(guī)對(duì)懸索橋的規(guī)定：荷載在同一橋跨內(nèi)移動(dòng)所產(chǎn)生的正負(fù)撓度絕對(duì)值之和應(yīng)不超過(guò)跨度的1：400。如果只考慮單向撓度也只達(dá)跨度的1／416。如能放寬，可使我國(guó)懸索橋設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)、合理。由于第一次設(shè)計(jì)這種形式的錨頭，缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，為謹(jǐn)慎計(jì)，考慮到索股安裝時(shí)錨板容易轉(zhuǎn)動(dòng)，便于孔眼與螺桿對(duì)準(zhǔn)，將錨板與錨頭分開(kāi)。從索股安裝實(shí)踐看，前者的考慮似乎沒(méi)有必要；而后者只要適當(dāng)調(diào)整錨板尺寸，錨板與錨杯使用同樣的鑄鋼也有可能。豐都大橋與海滄大橋的實(shí)踐都證明了這一點(diǎn)。 圖l 帶錨板主纜索股錨頭 1索股；2錨板；3錨杯4．主纜安全系數(shù)取用 。如果認(rèn)真分析一下主纜的次應(yīng)力，其數(shù)值是相當(dāng)可觀的。至今日本所建造的懸索橋大多數(shù)也采用這個(gè)數(shù)值，這是問(wèn)題的一個(gè)方面。在影響主纜效率系數(shù)的鋼絲強(qiáng)度、垂跨比以及安全系數(shù)三大要素中，鋼絲強(qiáng)度的提高是需要付出代價(jià)的；垂跨比的增大有時(shí)受整橋剛度等制約；唯獨(dú)安全系數(shù)的降低卻是免費(fèi)的，跨徑愈大其效益越是可觀。英國(guó)自建造塞文橋以來(lái)，隨后的博斯普魯斯兩座橋、。更值得注意的是大帶東橋，是目前各懸索橋中最低的。這些大橋之所以敢于采用這樣低的安全系數(shù)，是出于以下考慮：由于大跨懸索橋的恒載占85％以上，恒載的計(jì)算是可以很準(zhǔn)確的，而且在橋梁使用期中超載的可能性較小，沒(méi)有必要與活載采用同樣的安全系數(shù)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)上所取的鋼絲強(qiáng)度是實(shí)際鋼絲強(qiáng)度的下降，實(shí)際鋼絲強(qiáng)度有變化幅度，其平均強(qiáng)度總是較下限大，安全度相當(dāng)富裕。強(qiáng)度指標(biāo)為適應(yīng)國(guó)際招標(biāo)要求，定為國(guó)際上通用的1 600～l 800MPa。按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，1600MPa和l670MPa屬于同一等級(jí)，價(jià)格相近，因此，如果改用1670MPa鋼絲，可以不增加成本，％的鋼絲用量。其實(shí)纜用鋼絲并不存在扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。因?yàn)椋有砸延幸?
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