江津观音岩长江大桥主桥采用主跨436m的结合梁斜拉桥,桥面宽度36.2m,主梁用双工字形截面结合梁,斜拉索和主梁的锚固采用拉板式锚固形式。
主桥为主跨436m的结合梁斜拉桥,其孔跨布置为(35.5+186+436+186+35.5)m,采用纵向半漂浮体系,桥梁总体布置见下图。
由于路线的总体设计需要,主桥设置1%的纵坡。主梁采用高3.2m的双工字形结合梁,主梁标准节段长12m,在边跨端部逐渐缩短为8m和4m。全桥纵向不设固定支座,在索塔下横梁与梁体间设置油压阻尼器,横向采用限位支座。全桥斜拉索共68对,按双索面扇形布置。
在桥塔下横梁处设12.5MN的盆式橡胶支座,交界墩和辅助墩处设置抗拉400kN与抗压13000kN的拉压盆式橡胶支座。在交界墩处设置CD40变形缝,在6号和13号桥墩处各设1道SSFB560型伸缩缝。用橡胶混凝土填充结合梁桥面和压重T梁之间的间隙。 为了减少辅助墩和交界墩的负反力,用铁砂混凝土压重,压重重量60t/m,压重范围:在7、12号交界墩墩顶16m的范围内;?8、1313号辅助墩顶8m的范围内。
p=30, 2, left]滴水岩岸桥塔高167.29m,南彭岸桥塔高172.79m。桥塔桥面以上高约110m。桥面以下设置1道下横梁,桥面以上约60m设置1道上横梁,2道横梁将桥塔分成上塔柱、中塔柱和下塔柱3部分。上塔柱部分的塔柱纵向宽6.0m,横向宽4.4m,纵向厚0.8m,横向厚1.3m。中塔柱纵向宽6.0m,横向宽4.4m,纵向厚0.8m,横向厚1.0m。滴水岩岸桥塔下塔柱纵向尺寸由6.0m逐渐变化到塔底的10.56m,横向尺寸由4.4m逐渐变化到塔底的9.5m。南彭岸桥塔下塔柱纵向尺寸由6.0m逐渐变化到塔底的11.0m,横向尺寸由4.4m逐渐变化到塔底的10.0m。塔柱的上、下游侧均留有景观凹槽,以增强视觉效果。斜拉索直接通过锚头锚固在上塔柱塔壁内侧的锚固齿板上。桥塔示意见图3。为了抵抗斜拉索拉力引起的桥塔箱形截面上的拉应力,在斜拉索锚固区域配置了纵、横向预应力(采用“#”形布置的钢绞线)。桥塔的上、下横梁都采用预应力混凝土结构。
主梁采用钢主梁与混凝土板共同受力的结合梁。结合梁斜拉索锚固处高3.2m,跨中高3.542m。钢主梁截面为双工字形截面,横桥向2个钢主梁的中心距为35.2m,桥面混凝土板厚26cm,钢主梁顶部加厚为40cm。主梁全宽36.2m。工字形钢主纵梁高2.8m,共分为8种梁段,标准节段梁长12m,标准横隔板间距为4.0m。标准梁段顶板截面为□50mm×1000mm,底板为□80mm×1000mm,腹板厚28mm,3条纵向加劲肋均为□22mm×260mm。在桥塔和辅助墩附近的梁段为加宽和加厚截面。桥塔处主梁梁段顶板截面为□50mm×900mm,底板为□60mm×1200mm,腹板厚28mm。辅助墩处主梁梁段顶板截面为□50mm×900mm,底板为□80mm×1200mm,并在支点附近增设加强钢板,腹板厚28mm。交界墩附近的G梁段(过渡梁段)长24.496m,端部局部加高为4.0m。单片标准主梁重约17t,交界墩附近主纵梁最大重约55t。桥面横向跨中设1道小纵梁,两边设2道小纵梁,小纵梁顶板、底板宽500mm。其中桥面中线处的小纵梁为永久结构,两边的小纵梁为施工临时结构,提供施工时的人行通道,并作为浇注湿接头的模板。永久小纵梁和混凝土板之间不设剪力钉,桥面板在桥梁横向为简支结构。横隔板的标准间距为4.0m,其顶板宽700mm,厚度为28mm,底板宽700mm,厚度为32mm,腹板厚16mm,在横隔板的纵、横向设置加劲肋。对主梁压重段的横隔板进行加强,采用剪力接头连接横隔板和主梁。全桥的钢主梁、横隔板和小纵梁均在工厂焊接完成后,运输到桥位,现场全部采用高强螺栓连接。主纵梁钢板采用Q370qE,横梁钢板采用Q345qC。和锚拉板直接连接的钢板梁顶板,要求为犣向钢板,其厚度方向(犣向)性能应满足Z35。确保钢材力学性能符合设计要求。
预制混凝土桥面板共分为24种类型,最大平面尺寸为3.4m×8.54m,顶面拉毛,采用C60高强混凝土,其纵向设置微锯齿形剪力键。为了减少混凝土的收缩和徐变,预制桥面板存放至少6个月以上方可安装。预制混凝土桥面板之间浇注C60微胀混凝土形成桥面。在边跨82m和中跨164m范围内的混凝土桥面板中设置纵向预应力。纵向预应力钢束均采用7?s15.24钢绞线、群锚锚具和SBG塑料波纹管,采用真空辅助灌浆法施工。混凝土桥面板通过焊接在钢主梁和横隔板翼缘板上的剪力钉和钢梁共同受力,全桥剪力钉采用22圆头焊钉,ML15钢,长度200mm,其焊接施工均在工厂完成。
斜拉索和主梁的锚固采用拉板式锚固方式,锚固结构主要由锚拉板、4块加劲肋、锚拉管及锚座支承板等组成。锚拉板分为上、中、下3部分。上部锚拉板的两侧焊于锚拉管外侧,将斜拉索的索力直接传递给上部的锚拉板。为了安装锚具,挖空中间部分;为了补偿挖空部分的削弱,并增强其横向刚度,在其两侧焊接加劲板。下部直接与主梁上翼缘顶面焊接,这种结构传力途径明确,构造简单,整个锚固系统都在桥面以上,便于维修和养护,但在焊缝处荷载应力和焊接残余应力集中程度都较大。对锚拉板结构作空间非线性有限元分析,并对主梁顶部翼板的抗疲劳性能进行试验研究。经计算,锚拉板安全可靠,但是初始屈服荷载较低。设计荷载作用下,在锚拉板与锚拉管的焊缝底部,靠近锚垫板的圆弧处为应力集中区,首先进入塑性区。锚拉板与锚拉管、锚拉板与主梁上翼板之间的焊缝是主传力焊缝,要求全熔透,并经过严格的探伤检查。主梁顶板的Z向承受拉应力,钢板的Z向性能和焊接热影响区是该桥钢结构最为薄弱的2个环节,对钢材材质和焊接施工质量的控制是整个钢结构制造中的重点,需对锚拉板进行静力和疲劳试验研究。
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