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[封面故事] 玉璜映钱塘——杭州九堡大桥 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2011-9-16 10:45:16 |显示全部楼层 |          |
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                                      玉璜映钱塘          ( p5 L3 c; m+ t
                                                                                         ——杭州九堡大桥
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钱塘江畔的杭州城,自古以来,烟柳画桥,风帘翠幕。作为长江三角洲的南翼、京杭大运河的南端,它不仅是风景秀丽、人文荟萃的大都市,更是中国东南部的重要交通枢纽。

2010年8月23日,随着一连串鞭炮清脆的炸响,杭州九堡大桥主桥第三跨主钢结构装饰球顺利吊装,一座三跨双拱桥悠然呈现于钱塘江畔。大桥结构新颖,优美的曲线似三只振翅欲飞的蝶翼,为原本靓丽的钱塘风光又添姿彩。

九堡大桥是钱塘江(杭州段)规划建设的十座大桥之一,全长1855m,道路等级为城市快速路,设置双向六车道,设计行车速度80km/h。全桥共18跨,孔跨布置为:55m+2×85m+90m(北引桥)+3×210m(主航道桥)+90m+9×85m+55m(南引桥)。其中,主桥采用3×210m跨径的结合梁-钢拱组合体系连续拱桥,桥面系为钢梁与混凝土桥面板组合结构;引桥采用85m标准跨径的大悬臂等高度单箱单室钢-混凝土组合结构连续箱梁桥;是国内第一座全桥采用组合结构的大型越江桥梁工程。

顶推技术的创新

钱塘江的自然条件决定了不可能在这里追求桥梁跨度的世界纪录。着眼于桥梁科技的发展,九堡大桥建成了一座技术创新并且全寿命经济的大桥。

在桥型方案选择过程中,通过对各个比选方案从结构合理性、施工难易度、工程经济性、环境匹配度以及景观效果等方面的综合分析,大桥最终选定了梁-拱组合体系的钢-混凝土组合结构桥梁方案,同时对施工方法进行了技术创新。

主桥的施工按照常规方案(如缆索吊装、或支架拼装主梁后在主梁上架设拱肋的方法),需要在水上搭设大量支架,进行桥面系与拱肋结构安装。如此,在钱塘江涌潮及河床冲淤剧烈区域,不仅代价高而且现场工作量大、安全与质量风险高。如果能够变水上施工为岸上施工,不仅可以免除江中大量临时墩和支架、减少施工对环境及航运的干扰,还可避免水上高空拼装拱肋的风险与困难、为提高工程质量创造最佳条件。

基于对建设环境与结构特点的细致分析和判断,九堡大桥总设计师邵长宇提出了奇思妙想,“采用梁-拱整体顶推施工方案,即拱与主梁先期在岸上组拼为一体,配合拱梁间临时杆件共同受力,采用多点同步顶推设备,逐跨将拱-梁体系整体顶推到位。”由于拱梁加工、拼装均在岸上进行,施工质量得到了保证,且避免了水上高空拼装拱肋的风险。另外,拱梁间通过临时杆件连接后具有较高的体系刚度,因此江中仅需设置较少的临时墩便可满足顶推要求,可以最大限度地满足通航要求,减少对河道的不利影响。

九堡大桥的顶推施工有别于国内常用的推动或拖动梁体在支点上滑移的方法,常规方法往往需要对钢梁进行特别加强,才能满足顶推时局部受力与稳定要求,这将导致对钢梁加强的费用远高于采用新顶推工艺与设备所增加的费用。建设中大桥施工单位充分发挥技术优势,在主桥顶推施工上开发了“大吨位多点同步自平衡连续顶推”设备系统;在引桥施工,开发了“超长联多点连续无临时墩顶推施工”设备系统。这种顶推设备的创新之处在于,顶推施工中不必对主体钢结构进行加强,通过千斤顶的同步平衡控制技术保证结构受力的均匀可靠,施工方法经济性好。同时,采用整体顶推法施工,比常规施工工艺的工期节约近半年,且对周边环境影响较小,因此,九堡大桥新型结构形式和施工工艺极具推广性,具有很好的经济、社会、环境价值。

全寿命经济性

除此之外,九堡大桥全桥采用组合结构,桥型新颖,受力合理,工程经济性指标突出。经测算,上部结构单位面积用钢量;组合拱桥为535kg/m2,组合箱梁桥为295kg/m2;全桥单方造价:组合拱桥为1.62万元/m2;组合箱梁桥为0.808万元/m2。与同等规模钢结构桥梁相比,工程造价明显降低;与同等规模预应力混凝土桥梁相比,因自重减轻,下部结构造价减少,全桥总造价基本持平,多项经济技术指标达到国际先进水平。

同时,作为国内第一座全桥采用组合结构的大型越江桥梁,九堡大桥在技术创新的同时也引入了“全寿命经济性”概念,全桥桥面系采用钢梁与混凝土桥面板的组合结构,桥面板纵向无体内预应力,待钢梁施工完成后铺设,桥面板后期施工降低了主体钢结构的施工难度。同时在运营过程中,只要钢结构完好,即使混凝土桥面板失效,整体结构仍然安全,这种允许桥面板开裂、控制裂缝宽度,便于更换部件的合乎实际的“全寿命经济性”设计新理念,也为大桥的百年寿命提供了保障。

九堡大桥工程概算投资为9.7亿元,自2009年2月18日正式开工建设, 已于2010年1月完成下部结构施工(包括钻孔灌注桩147根,承台19个,墩身19个);2010年8月实现南引桥顶推到位,2010年11月主桥三跨整体顶推与南引桥合龙, 2011年1月北引桥与主桥顶推合龙,最终实现了全桥合龙;目前大桥已提前完工。

一项伟大的事业背后,注定要有一批为之倾尽心血,无言付出的人。在大桥建设中,夏季钢栈桥面的温度可高达60多度,冬季江面温度低达零下10多度,无论刮风下雨还是烈日当头,都有无数的九堡人在默默奋斗、前行。正是这些平凡而伟大的建设者,才得以铸造着九堡大桥的铮铮铁骨和品质灵魂。

随着杭州城市建设从“西湖时代”迈入“钱江时代”,江南、临平、下沙三个副城得以快速发展,大桥贯通后将成为杭州市“两绕三纵五横”城市快速路网中最东边“一纵”的主要部分,将使杭州主城与临平、下沙和萧山三个副城连为一体,大大扩展杭州向钱塘江以东的空间。

(作者单位:杭州市城市基础设施建设发展中心)! e9 g: Y4 K% l8 t3 c5 j
(编辑:苏圣华)3 Y' ^) h* ]. g2 b

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jimiljx 发表于 2011-11-17 11:03:18 |显示全部楼层
"同时在运营过程中,只要钢结构完好,即使混凝土桥面板失效,整体结构仍然安全,这种允许桥面板开裂、控制裂缝宽度,便于更换部件的合乎实际的“全寿命经济性”设计新理念,也为大桥的百年寿命提供了保障。"          全寿命理念,赞一个!4 P6 w. u% T+ D1 d, o7 H/ |6 y7 f
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