重慶橋梁建設技術的發(fā)展演示

（優(yōu)選）重慶橋梁建設技術的發(fā)展第一頁，共五十頁。重慶橋梁建設技術的發(fā)展山西省交通科學研究院

姬兵亮第二頁，共五十頁。內容提要一、重慶橋梁建設發(fā)展概況二、拱橋建設在重慶飛速發(fā)展三、預應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展四、山區(qū)懸索橋的發(fā)展五、重慶斜拉橋的特色第三頁，共五十頁。一、重慶橋梁建設發(fā)展概況

重慶山巒起伏，江河眾多，山環(huán)水繞，是一座典型的山水城市，她的經濟發(fā)展得益于橋梁建設。隨著西部大開發(fā)和交通大發(fā)展的進行，重慶橋梁建設的數量和速度急劇上升，已修建橋梁5000多座，

僅座落于主城區(qū)長江和嘉陵江的就28座。其中：已建好的有20座，在建的4座，即將開建的4座。第四頁，共五十頁。在已建和在建的28座長江特大橋中：拱橋5座（最大跨徑552m）預應力砼連續(xù)剛構4座（最大跨徑330m）斜拉橋12座（最大跨徑460m）懸索橋5座（最大跨徑600m）鋼桁架橋2座（最大跨徑192m）重慶橋梁建設發(fā)展概況

第五頁，共五十頁。在嘉陵江上已建特大橋12座，在建特大橋4座，其中：預應力砼連續(xù)剛構10座（最大跨徑250m）拱橋2座（最大跨徑110m）懸索橋1座（雙鏈186m）鋼桁架橋2座（最大跨徑110m）斜拉橋2座（獨塔230m）重慶橋梁建設發(fā)展概況

第六頁，共五十頁。在烏江和涪江上已建和在建的特大橋有9座。由于重慶特殊的地形地貌，隨著西部交通樞紐的形成，重慶大型橋梁的數量、型式和建造技術將居全國前列，成為名副其實的中國“橋都”。重慶橋梁建設發(fā)展概況

第七頁，共五十頁。二、拱橋建設在重慶飛速發(fā)展

1、跨度的飛速發(fā)展上世紀60年代，重慶拱橋的最大跨度40m，70年代最大跨度100m，80年代最大跨度150m，平均每10年增長50m，90年代后最大跨度達到552m，即在近20年中拱橋跨度迅速增長了3.7倍，還創(chuàng)造了四個拱橋跨度的世界第一，即：第八頁，共五十頁。位于重慶市萬州區(qū)，在滬蓉高速公路上跨長江的一座特大橋（1997年建成），其特點是：①它是目前世界上跨度最大的鋼筋砼拱橋，其主孔凈跨420m，矢跨比1/5，主拱截面為單箱三室，高7m寬16m.（1）萬縣長江大橋主拱箱橫斷面圖第九頁，共五十頁。②施工中首次采用鋼管砼勁性骨架，骨架由5片拱桁組成，弦桿采用鋼管，腹桿和聯(lián)結系采用型鋼，整個骨架分成36階段在工廠制作（每段重約61t），采用纜索吊裝，斜拉扣掛懸拼工藝安裝。③C60高強拱圈砼，在外包砼時按“先中箱后邊箱”、“先底板后腹板再頂板、橫向分塊、縱向分段”、“六工作面”對稱、同步澆筑砼。萬縣長江大橋第十頁，共五十頁。④對大橋的設計技術、砼收縮徐變、施工穩(wěn)定性、鋼骨架安裝、拱圈砼澆筑工藝、C60高強砼和施工監(jiān)控等關鍵技術進行了大量科學研究，提出合理有效的設計和施工方法，成果獲2001年國家科技進步一等獎。萬縣長江大橋第十一頁，共五十頁。位于巫山縣巫峽口跨長江，于2005年1月建成。她是目前國內外跨度最大的鋼管砼拱橋，其主跨凈跨460米，橋面寬19米，主拱圈為中承式懸鏈線變截面鋼管砼雙肋拱，每肋由4根的主弦鋼管和不同直徑的腹管組成，拱肋跨中高7米。拱腳高14米，矢跨比1/3.8，凈矢高121.05米。（2）巫山長江公路大橋第十二頁，共五十頁。采用纜索吊裝、斜拉扣掛法施工，拱肋分為22個吊裝節(jié)段，每段重71～118t。拱肋成型后，封拱腳鉸，由拱腳到拱頂分3段接力連續(xù)向管內泵灌砼，形成主拱結構。創(chuàng)造了特大型拱段（重170t、起吊260m）無支架吊裝和大管徑連續(xù)泵送砼的新工藝。本橋是一項技術含量很高的工程，對截面和結構構造型式、特殊應力狀態(tài)下鋼管砼承載能力、大跨大直徑鋼管砼收縮徐變、鋼管砼節(jié)點應力、鋼結構防腐和大型鋼管砼拱橋的監(jiān)控等均進行了系統(tǒng)研究。巫山長江公路大橋第十三頁，共五十頁。菜園壩長江大橋主橋為特大公路和輕軌兩用的剛構－系桿拱橋，主梁為上下兩層通行的鋼桁架結構，上層為六車道公路，下層為兩車道軌道交通。主跨420米，居世界同類橋梁之首。它由中跨320米的鋼箱提籃拱和兩個152米的Y形邊跨預應力砼剛構組成。（3）菜園壩長江大橋第十四頁，共五十頁。這種結構，最大限度地利用了砼的耐久、抗壓、經濟以及鋼的輕質、高強特點，是“經濟－美觀”的理念與“安全－實用”原則統(tǒng)一的實現。也提出了新的挑戰(zhàn)，例如：鋼－砼接點、動力和疲勞設計、成橋過程中的多次體系轉換等，對此，都分別進行了研究。菜園壩長江大橋第十五頁，共五十頁。朝天門長江大橋地處重慶主城中央商務區(qū)東西向快速主干道上，是重慶的標志性建筑。主橋為跨徑190+552+190米中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋，其主跨552米為目前拱橋世界最大跨徑。（4）朝天門長江大橋第十六頁，共五十頁。上部鋼結構采用大噸位支座，主桁采用整體節(jié)點，采用剛性和柔性系桿把邊中跨連成整體，在邊跨內搭設部分臨時支架，利用架設吊機從邊向中安裝邊跨鋼桁梁，再利用爬行吊機向跨中懸臂安裝鋼桁拱結構。朝天門長江大橋第十七頁，共五十頁。拱橋建設在重慶飛速發(fā)展2．成拱技術的發(fā)展大跨拱橋的成拱技術是拱橋的技術難點，在積極探索大跨拱橋成拱工藝的基礎上，對纜索吊裝斜拉扣掛、轉體施工和勁性骨架施工等三種主要方法有所創(chuàng)新和發(fā)展。第十八頁，共五十頁。（1）纜索吊裝斜拉扣掛技術傳統(tǒng)的纜索吊裝成拱法，是采用纜索來吊裝拱節(jié)段，用另一組纜索作為扣索來固定節(jié)段，纜索最大跨度500米，最大吊重80t，吊扣系統(tǒng)采用鋼絲繩和卷揚機，一般只適用于7段以下的吊裝，吊段越多，扣索也多，其扣掛和線形控制均成難點，這就限制了拱橋跨徑的發(fā)展。第十九頁，共五十頁。纜索吊裝斜拉扣掛成拱法，是引用了斜拉橋施工的原理，由吊裝和扣掛兩個系統(tǒng)組成，扣掛系統(tǒng)有自己的扣塔、扣索和扣錨構造，扣錨系統(tǒng)采用了鋼絞線（或高強鋼絲）預應力體系，可以精確地控制扣錨力和調整線形，且不受吊裝節(jié)段的限制。纜索吊裝斜拉扣掛技術第二十頁，共五十頁。萬縣長江大橋勁性骨架分36段，吊重60t，按此方法安裝控制成功。巫山長江大橋拱肋分22個節(jié)段，全橋共64個吊裝單元，最大吊重170t。完善了無支架吊裝體系，是大跨度、大噸位纜索吊裝斜拉扣掛懸拼成拱技術的典范。纜索吊裝斜拉扣掛技術萬縣長江大橋吊裝示意圖

巫山長江大橋拱肋吊裝示意圖

第二十一頁，共五十頁。架設邊跨鋼桁架圖架設鋼箱拱架設中跨鋼桁梁菜園壩長江大橋架設示意圖

纜索吊裝斜拉扣掛技術菜園壩大橋創(chuàng)造了纜索吊裝吊重國內之最，吊重達420t，并成功地采用了扣索、錨索和結構的自平衡體系，減少了大型的錨碇工程。第二十二頁，共五十頁。朝天門長江大橋主橋拱桁架主要采用爬行吊機懸臂拼裝，她也充分利用了斜拉扣掛的方法來保持結構的穩(wěn)定，初步考慮采用3對鋼絞線扣索。纜索吊裝斜拉扣掛技術朝天門大橋拱桁安裝圖

第二十三頁，共五十頁。1987年建成的巫山龍門大橋，主跨122米的箱型拱橋，首次采用無平衡重對稱同步轉體施工成拱新工藝。1989年建成的涪陵烏江大橋，主跨200米箱形拱橋，也采用了這種轉體工藝，并將轉體工藝發(fā)展到了新水平，為廣州丫髻沙大橋的轉體施工打下了基礎。（2）轉體施工技術

重慶涪陵烏江大橋同步轉體第二十四頁，共五十頁。萬縣長江大橋采用了鋼管砼勁性骨架的成拱技術，效果極佳，解決了特大跨砼拱橋的成拱難題，與傳統(tǒng)的型鋼勁性骨架相比用鋼量省、剛度大、承載力高、吊裝重量輕、施工方便。（3）勁性骨架施工技術萬縣長江大橋勁性骨架

第二十五頁，共五十頁。拱橋建設在重慶飛速發(fā)展3．鋼結構、鋼－砼組合材料和組合結構在拱橋中的應用拱橋要跨越山谷和大江大河，必須要走減輕自重，減小推力的道路。萬州長江三橋和朝天門長江大橋，主橋采用了全鋼結構的鋼桁拱，充分發(fā)揮了鋼桁拱橋自重輕、施工方便的優(yōu)點，使跨度達到了552m。鋼管砼拱橋充分利用了鋼－砼這種復合材料高強、輕型和自架設能力強的優(yōu)勢，在重慶得到了很大的發(fā)展。典型的有合川合陽嘉陵江大橋（中跨200m、兩邊跨160m的三跨鋼管砼拱橋）和巫山長江大橋。合川合陽嘉陵江大橋第二十六頁，共五十頁。拱橋建設在重慶飛速發(fā)展菜園壩長江大橋體現了兩種組合：一是鋼與砼兩種材料的組合，二是剛構與拱兩種結構的組合，她充分發(fā)揮了兩種材料和兩種結構的優(yōu)點，這種思路已被國內同行所接受，并被推廣應用于廣州新光大橋工程中。菜園壩橋型布置圖

第二十七頁，共五十頁。拱橋建設在重慶飛速發(fā)展朝天門長江大橋整體結構呈現三跨連續(xù)梁受力體系，其中，主跨552m中488m呈現系桿拱的受力特征，應該說是拱、梁結構組合，她受力明確、構造相對簡單、施工方便、跨越能力大。朝天門大橋結構體系圖第二十八頁，共五十頁。三、預應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展1．預應力砼剛構橋特別是連續(xù)剛構橋已成為重慶大橋建設中的主要橋型。由于預應力砼連續(xù)剛構橋（含T型剛構）對地形、地質和通航要求適應性強、施工方便、較經濟，已成為重慶大跨橋梁的首選橋型。目前重慶已建和在建的預應力砼連續(xù)剛構橋22座，跨徑200米以上的有16座，最大跨徑是石坂坡長江大橋復線橋，主跨330米。第二十九頁，共五十頁。預應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展重慶長江大橋，主跨174米預應力砼T型剛構，1980年建成，是目前全國最大的T型剛構橋。重慶石坂坡長江大橋復線橋，采用了主跨330米的連續(xù)剛構橋。第三十頁，共五十頁。預應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展黃花園嘉陵江大橋，主跨250米五跨預應力砼連續(xù)剛構橋，1999年建成。第三十一頁，共五十頁。預應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展2．預應力砼連續(xù)剛構橋的工程質量不斷提高重慶早期的連續(xù)剛構橋與全國一樣，存在著箱梁開裂和下?lián)系膯栴}，但通過不斷總結和努力，已初步摸索出規(guī)律和采取相應措施，使后期的剛構橋工程質量大大提高。第三十二頁，共五十頁。箱梁開裂由于抗剪和抗主拉應力能力不足，腹板斜裂，對策是采取下彎束和豎向筋共同抗剪，而豎向預應力打折使用；在分層澆筑時由于兩層砼收縮不等，上層腹板產生豎向裂縫，對策是嚴格控制兩層砼澆筑間隔時間不超過5天；采取設置防裂鋼筋，防止腹板的溫度裂紋；腹板與底板交界處的縱向裂縫，對策是加強掛籃剛度、控制變形以及調整澆筑次序。第三十三頁，共五十頁?？缰袇^(qū)段底板崩裂，是由于正彎矩區(qū)段預應力筋在張拉時產生徑向力所致，采取設防崩鋼筋，必要時增設跨中橫隔板來解決；0號、1號塊頂板縱向開裂，主要是由于0塊強大的橫隔板，使頂板的橫向預應力不能建立，應采取減小0號塊橫隔板的剛度來解決。箱梁開裂第三十四頁，共五十頁。特別是跨中的持續(xù)下?lián)?。其主要原因是砼收縮徐變、預應力逐漸失效和伴隨著開裂，箱梁剛度降低變形增加，對策是改進收縮徐變計算方法、進行精細的空間受力分析、設計上盡量使截面正應力趨于均勻、施工中延長節(jié)段養(yǎng)護時間、增加加載齡期和預留二次張拉孔道進行二次張拉。箱梁下?lián)系谌屙摚参迨摗ｎA應力砼剛構橋在重慶的應用與發(fā)展3．采用輕質材料，有效減輕自重跨徑超過200米的預應力砼連續(xù)剛構橋，其結構對自重的貢獻已達到93％以上，因此減輕自重是連續(xù)剛構改善受力減小變形，走向大跨的必由之路。重慶石坂坡長江大橋復線橋采用了鋼－砼組合連續(xù)剛構橋型。330米主跨剛構體系中部108m采用鋼箱梁（重1300t），工廠制造，108m整體節(jié)段吊裝，與兩邊111m的預應力砼懸臂用強大的鋼－砼接頭聯(lián)結成剛構體系。這種鋼－砼組合結構將擴大連續(xù)剛構橋的使用范圍，增強了在300米左右跨徑范圍的競爭力。第三十六頁，共五十頁。四、山區(qū)懸索橋的發(fā)展重慶于1969年建成北碚嘉陵江朝陽大橋，跨徑為186米的雙鏈懸索橋以來，一直在研究適合重慶的懸索橋，近年來在長江上相繼修建了豐都長江大橋、忠縣長江大橋、鵝公巖長江大橋和萬州長江二橋等四座懸索橋，他們的特點有：朝陽大橋豐都長江大橋第三十七頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展1.采用桁式加勁梁。除了鵝公巖大橋采用了連續(xù)鋼箱梁之外，其它均采用鋼桁架作為主梁，制作、運輸方便，用鋼量省（比同跨徑的鋼箱梁要節(jié)約20％～30％左右），忠縣長江大橋還采用了空間鋼管桁架作主梁，更顯輕型省料。鋼桁架梁的橋面系采用了預應力砼結構，避免了鋼橋橋面鋪裝的難題。忠縣長江大橋及其主梁構造第三十八頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展2．隧道錨。利用地形和良好的地質條件，重慶懸索橋的錨碇大多采用隧道錨，形成了重慶懸索橋的一大特色，與重力式錨相比要經濟合理，為了增加錨固力，縮短錨洞和錨塞長度，減少工程數量，又多采用隧道錨與巖錨相結合的隧道錨形式。錨碇的錨固體系由巖錨、錨塞體、預應力錨索和錨固連接器等部分組成。

萬州長江二橋及其隧道錨結構圖

第三十九頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展3．索道（天線）吊裝主梁。重慶鵝公巖長江大橋采用了大跨度索道安裝主梁新技術，即在橋塔頂兩側增設一定高度的塔架，支承兩組強大的索道，其跨度達600米，吊重達到300t，順利地完成垂直起吊和水平運輸。忠縣長江大橋和萬州長江二橋均采用此技術，取得了很好的效果。鵝公巖索道安裝主梁及吊裝橫梁圖

第四十頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展鵝公巖塔頂塔架構造圖

重慶鵝公巖長江大橋（210m+600m+210m）

第四十一頁，共五十頁。五、重慶斜拉橋的特色重慶是中國斜拉橋的發(fā)祥地，國內第一座斜拉橋于1975年在重慶云陽縣云安鎮(zhèn)建成。1988年建成了國內第一座獨塔單索面大跨徑斜拉橋－－石門大橋，主跨230米。1996年建成的重慶長江二橋，主跨444米，是我國最先采用肋板式主梁的砼斜拉橋，已成為重慶砼斜拉橋主梁的首選型式。第四十二頁，共五十頁。重慶斜拉橋的特色奉節(jié)長江大橋，主跨460米是目前重慶最大跨徑的砼斜拉橋，跨徑布置成不對稱的三跨，由于受三峽庫區(qū)水位限制，其塔高達214米，是國內斜拉橋砼塔高之最，橋塔處主梁上水平放置了8根彈性索，起縱向限位作用，并改善了塔和梁的受力。第四十三頁，共五十頁。重慶斜拉橋的特色重慶氣候潮濕、酸雨嚴重，因