1 概況
徐浦大橋是上海市外環(huán)線跨越黃浦江上游,連結(jié)浦西和浦東開發(fā)區(qū)的特大型橋梁,主橋長1074m,主跨采用590m雙塔雙索面混合梁斜拉橋(圖1)。
橋址處江面約寬520m,主航道偏浦東岸一側(cè),水深8~13m左右。
大橋雙向八車道,橋?qū)?5.95m;橋梁設(shè)計荷載:汽車-超20級,驗算荷載掛車-120和特-300,設(shè)計速度80km/h;通航凈高46m,通行5.5萬噸輪船。
圖1 徐浦大橋全景
2 主橋結(jié)構(gòu)
主橋采用雙塔雙索面、邊跨混凝土梁與中跨鋼混疊合梁混合型斜拉橋,主橋跨徑布置為:40m(過渡孔)+40m+3*39m+45m+590m(中跨)+ 45m + 3*39m + 40m +40m(過渡孔),總長1074m(圖2)。主梁縱向可自由移動,橫向設(shè)有限位和抗震裝置,過渡孔簡支T梁支承在邊墩和斜拉橋邊跨尾部的端橫梁上。斜拉橋在錨固墩處設(shè)有縱、橫、豎三向限位裝置,在主塔處設(shè)置橫向限位裝置。主橋在錨固墩端橫梁處,設(shè)置轉(zhuǎn)角伸縮縫,在過渡孔與引橋相接的邊墩上設(shè)置大位移伸縮縫。
圖2 橋型布置(單位:m)
?。?)主塔及基礎(chǔ)
主塔塔高212m(圖3、圖4),塔柱為矩形斷面,斷面尺寸為順橋向長13.0 ~9.0m,橫橋向?qū)?.3~5.0m,壁厚0.8~1.6m。下橫梁高8.0m、上橫梁高12.0m,均為箱形斷面。主塔C50號混凝土。斜拉索在塔上的錨固方式依據(jù)拉索水平力的大小而定。1#~10#斜拉索由于水平分力較小直接錨固的塔壁上,11#~30#斜拉索則錨固在拉索錨固鋼橫梁上。主塔基礎(chǔ)采用224根φ900mm鋼管打入樁(圖5)。
圖3 橋塔
圖4 橋塔
圖5 橋塔基礎(chǔ)平面布置
?。?)邊跨墩
主橋邊跨每側(cè)共設(shè)有四個輔助墩、一個錨固墩和一個邊墩。邊跨墩均采用雙柱式橋墩,墩身為箱形截面鋼筋砼結(jié)構(gòu),蓋梁為箱形截面預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。C40號砼。邊跨墩基礎(chǔ)為φ800mm鉆孔灌注樁。
(3)鋼梁
鋼梁采用工廠焊接結(jié)構(gòu)(圖6),鋼材選用首次生產(chǎn)的國產(chǎn)化“STE355細(xì)晶粒可焊接正火鋼板”。
兩片箱型鋼主梁中心距為33.25m,上翼板2700×25mm,腹板2700×(20,25,30,40、50)mm,下翼板2700×(35,40,50,60)mm。每片箱形主梁雙腹板間距1900mm。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼主梁長9.0m,重34~57t。
鋼橫梁為I字型斷面,間距4.5m。上翼板600×25mm,腹板3005×(12,16)mm,下翼板600×(25-30,40-50)mm。鋼橫梁長30.53m,重21~27t。
小縱梁在橫向共設(shè)置3片,呈工字型斷面。
鋼梁采用摩擦型高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,在現(xiàn)場拼裝。構(gòu)件出廠前經(jīng)空間立體多段試拼裝。高強(qiáng)螺栓為M30、M22。
圖6 主梁斷面
(4)橋面板
橋面板采用C60砼。厚度為260mm、460mm。過渡段橋面厚度由260mm漸變到460mm。預(yù)制橋面板存放4~6個月后安裝,以減少混凝土收縮、徐變對疊合梁帶來的不利影響。現(xiàn)澆接縫采用C60無收縮補(bǔ)償混凝土。
(5)混凝土梁
邊跨混凝土梁采用預(yù)制工字梁聯(lián)接而成的多室混凝土箱梁。每跨混凝土梁由18片預(yù)制梁組成。預(yù)制工字梁高3.0m,寬1.25m,長37.0~40.3m,每片預(yù)制梁重115~150t。C50號混凝土。箱梁內(nèi)布置有縱橫向預(yù)應(yīng)力鋼束。
?。?)斜拉索
斜拉索采用扇形空間雙索面布置。塔柱每側(cè)索面各有30對斜拉索。梁上標(biāo)準(zhǔn)索距為中跨9.0m,邊跨6.5m。塔上索距2.1m。斜拉索采用φ7鍍鋅高強(qiáng)鋼絲,冷鑄錨具,外部為P•E護(hù)套管,再外層為彩色涂層。斜拉索斷面為163~367根φ7鋼絲,最長斜拉索長約325m,重30噸。斜拉索兩端設(shè)置了高阻尼橡膠高效減震器。設(shè)計考慮在運營條件下可以更換任何一根斜拉索。
3 主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
(1)總體建筑造型富有新意,在塔型、拉索索面型式及建筑色彩上形成新的風(fēng)格,與下游南浦、楊浦大橋有明顯區(qū)別。
(2)徐浦大橋主跨590m,中孔采用鋼-混疊合梁斷面,與楊浦大橋相仿,但橋面更寬,達(dá)35.95米。在充分參考南浦、楊浦大橋的成功經(jīng)驗上,針對超寬橋面的結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)造受力及施工安裝等方面進(jìn)行了重點研究,對疊合梁的架設(shè)方案作了局部調(diào)整,采用橋面吊機(jī)在橫梁為疊合梁斷面時受力定位并配合橫梁反頂措施,從而克服了鋼梁安裝時因橫梁撓曲過大導(dǎo)致鋼主梁扭轉(zhuǎn)變形較大而影響鋼橫梁安裝的技術(shù)難題,保證了中跨鋼梁的順利安裝。中跨疊合梁施工速度最快達(dá)到2m/天,處于世界先進(jìn)水平。
?。?)主橋邊跨采用混凝土梁,每跨混凝土梁由18片預(yù)制工字梁通過現(xiàn)澆接縫混凝土聯(lián)接而成單箱多室斷面。其施工方法與引橋一致,可采用一套設(shè)備、一套工藝進(jìn)行施工。邊跨混凝土梁可與主塔平行施工,同步完成邊跨主體結(jié)構(gòu),從而為縮短大橋建設(shè)工期、節(jié)約造價創(chuàng)造了有利條件。
?。?)主橋邊跨每隔40m左右設(shè)立一個輔助墩,提高了主橋結(jié)構(gòu)的受力性能及抗風(fēng)振、抗地震性能。同時設(shè)計采取以下措施有效地克服了軟土地基的不均勻沉降對主橋邊跨混凝土梁的不利影響。
1) 主塔基礎(chǔ)采用φ900mm鋼管打入樁進(jìn)入合適的持力層,使主塔基礎(chǔ)不致產(chǎn)生過大的沉降量。
2) 經(jīng)過不同樁型的比選,輔助墩基礎(chǔ)采用造價經(jīng)濟(jì)的鉆孔灌注樁并進(jìn)入合適的持力層,從而取得了既節(jié)約造價又減小各輔助墩不均勻沉降的良好效果。
3) 各輔助墩上均設(shè)置可以調(diào)節(jié)支座高程的構(gòu)造,在主橋施工合攏后通過分析沉降觀測資料,對浦東、浦西部分輔助墩的支座高程進(jìn)行了調(diào)整,實施效果良好。
?。?)邊跨混凝土梁與中跨疊合梁的連接構(gòu)造是大橋的重要構(gòu)件之一,主梁中強(qiáng)大的軸向壓力通過連結(jié)構(gòu)造進(jìn)行傳遞。因邊跨梁為單箱多室斷面,與中跨π型疊合梁斷面的形狀差異較大,設(shè)計采用受力可靠的實心段混凝土梁(順橋向長7.5m)來保證不同力系相互傳遞時的安全,經(jīng)平面桿系及空間電算程序的計算分析表明設(shè)計效果良好。在疊合梁與實心段混凝土梁連接節(jié)點部位通過對鋼主梁部分進(jìn)行局部加強(qiáng)處理,設(shè)置混凝土填芯段(順橋向長1.8m)、厚端板、傳力角鋼、焊釘以及錨固預(yù)應(yīng)力束等一系列構(gòu)造措施,使得鋼主梁的高應(yīng)力能夠比較均勻地傳遞給實心段混凝土梁。連接構(gòu)造設(shè)置在主塔0#節(jié)段范圍,具有構(gòu)造簡單、施工方便的特點。通過采用分塊澆筑,外蓄內(nèi)冷的施工方法有效地解決了0#段大體積混凝土施工中的水化熱問題。
(6)施工控制及中、邊跨合攏技術(shù)是大橋關(guān)鍵技術(shù)。不斷優(yōu)化、完善主橋安裝的施工程序,保證了大橋施工的快速、安全、優(yōu)質(zhì)。主橋?qū)嶋H施工結(jié)果橋面標(biāo)高線型光滑和順,符合設(shè)計要求,斜拉橋恒載受力狀態(tài)良好。中跨合攏段施工方案和合攏溫度選擇正確,中跨鋼梁合攏一次成功。
(7)大橋竣工后荷載試驗數(shù)據(jù)表明,理論計算值與試驗實測值基本吻合,證明大橋的受力性能(靜力、動力)均符合設(shè)計要求。
(8)徐浦大橋是世界上第一座大跨徑混凝土梁與鋼-混疊合梁混合結(jié)構(gòu)斜拉橋,它的建成標(biāo)志著我國在該種橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工上達(dá)到世界先進(jìn)水平。徐浦大橋獲國家優(yōu)秀工程設(shè)計金質(zhì)獎。
4.有關(guān)資料
橋 名:上海徐浦大橋
橋 型:雙塔雙索面混凝土梁與鋼-混結(jié)合梁混合結(jié)構(gòu)梁斜拉橋
跨 徑:590m
橋 址;上海市
設(shè)計單位:上海市政工程設(shè)計研究總院
施工單位:上海遠(yuǎn)東國際橋梁建設(shè)有限公司、上海浦江纜索有限公司
混凝土用量:112175m3
鋼材用量:38521t
造 價:22.26億元
建成日期:1997年6月