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    连接山海 桥景呼应——乳山口大桥设计与创新

    2020-11-18    作者:admin  阅读:46次

    乳山口大桥主桥为主跨666m双塔钢箱梁悬索桥,是华北区域最大跨径的悬索桥,也是山东第一座大跨公路悬索桥。主桥加劲梁为全体扁平流线型钢箱梁;塔柱外部选用共同的带切角的三角形截面,内部空腔选用圆形。圆形钢筒一方面作为施工内模,另一方面又是永久结构参加受力。锚碇为深埋式重力锚,施工便当,景象作用好。引桥选用40mBulb-T克服了后张法预应力混凝土梁孔道灌浆不密实等缺陷。

    乳山口大桥坐落环海公路威海段中海阳所至乳山口段,结尾坐落琵琶岛附近市界方位,接G228丹东线海阳段。是环海公路的操控工程。其间,主桥选用(193+666+51.4)m双塔钢箱梁悬索桥,索塔为承台+群桩根底,桥梁全宽35.5m(含人行道、检修道、导流板)。

    项目规划要点注重的问题

    1.项目地点区域为典型海洋气候环境,在桥型计划挑选、结构规划等方面,应要点注重耐久性规划以及桥梁运营维护问题。

    2.桥位处属正规半日潮,均匀潮位改变约2~3m。潮位改变区域的水中桥墩,附着的很多水生物对结构耐久性会形成损害,结构规划中应予以注重。

    3.需留意对海洋公园的影响

    本项目坐落的大乳山风景区西门(北门)外侧(250m以上),穿越海洋公园要点保护区。规划计划和路途应尽量削减对海洋公园的影响。

    路途穿越要点保护区的路程均约为0.348km,占用要点保护区面积为0.0094km2;约占要点保护区总面积的0.15%;穿越大乳山海洋公园中的适度运用区总长度1.678km,占用适度运用区面积为4.53km2,占用适度运用区面积约占适度运用区总面积的0.20%,不穿越也不占用生态与资源康复区。

    4.留意对要点保护方针——岩礁岸线的影响

    东塔坐落浅水中,塔柱与岩礁的最短间隔为120m。规划施工通道应选用栈桥绕行,避开直接登陆对岩礁的损坏;边跨钢箱梁施工需选用缆载吊机或轨索吊等不影响陆地岩礁的计划;不能选用炸岩作业,并远离近岸岩礁区作业。

    5.从岸边的岩礁就能够看出,本项目地质条件好,基岩埋藏浅,能够考虑扩展根底或许嵌岩桩。

    6.需留意与大乳山风景区的调和联系

    从大乳山风景区望向乳山口大桥,可领会大桥的壮美;大桥上设有人行道,从桥上穿行的行人也应能很好地领会风景区的美;海中行进的船舶和附近路途上行进的路人,也能具有桥与环境调和之美的视角。

    桥位挑选和桥跨安顿

    桥位处通航净宽565米,航道偏西岸(烟台侧),东侧岸边有礁石保护区。桥型计划主跨需掩盖通航净空,边跨尽量不要侵吞礁石保护区。为了施工便当,西侧索塔设置在岸上;依据通航净宽的要求,再留必定充裕,并避开礁石保护区,将东侧索塔设在4m左右的浅水区。因为路途结尾需求顺接海阳段,为了满意路途的平面目标,路途在海阳侧往北稍有偏转。在现在路途引荐计划下,东侧索塔设在浅水区,西塔设置在岸边较有利于施工的平坦地块。主跨跨径约666m。

    能习惯主跨666m左右的桥型计划有悬索桥、斜拉桥。但因为烟台侧路途坐落曲线上,斜拉桥不便当安顿边跨,因而挑选悬索桥。

    主桥主跨666m,烟台侧侧索塔坐落码头岸上,威海侧侧索塔坐落浅水区。依据地质条件,锚碇均选用深埋重力式锚碇。烟台侧侧边跨因为路途急弯,加上坐落岸上,故成桥时不设置吊索,选用51.4m的一段钢箱梁后接40m引桥。威海侧边跨,考虑到坐落水中削减水中作业且可横跨礁石保护区,设置吊索;水上船运条件较好,选用经济老练的钢箱梁。

    主桥结构计划与立异

    主桥选用193m+666m+51.4m三跨吊全漂浮系统悬索桥。主缆间隔29.5m;吊索在钢箱梁上的横向锚固间隔是29.5m;顺桥向规范吊索间隔是12.8m。

    结构系统

    加劲梁在两个桥塔处设置横向抗风支座、纵向限位阻尼设备;过渡墩处设置抗震竖向拉压支座和横向抗风支座。

    为凸显索塔高度选用无下横梁的规划,钢箱梁过塔处不设竖向支撑。威海侧过渡墩旁设置满足无索区,烟台侧多出51.4m压重跨,经过这样的安顿,完成悬索桥桥梁支座不呈现拉力,消除拉压支座简单损坏的恶疾。

    加劲梁

    (1)结构

    整箱计划,梁宽35.5m,梁高2.8m;吊点横向间隔29.5m,吊点顺桥向间隔12.8m;吊索锚固在风嘴上,顶板宽28.5m,风嘴宽1.5m,平底板宽30.3m,斜底板宽5.1m;风嘴外侧设置宽2.0m检修道和导流板,检修道及导流板首要作用是优化钢箱梁气动外形,不参加钢箱梁受力,仅接受自身分量及行人荷载。规范梁段(B梁段)长12.8m,设置实腹式横隔板,间隔3.2m;顶板U肋上口宽300mm,下口宽170mm,高280mm,U肋中心距600mm;底板U肋上口宽240mm,下口宽500mm,高260mm,U肋中心距1000mm。顶板在外偏重车道厚18mm,内侧快车道厚16mm,U肋板厚8mm,底板厚10mm,斜底板厚10mm,底板U肋板厚6mm。横隔板设置两个高1.4m的人洞及2处管线孔道,人洞处设置查看车轨迹。

    (2)特色与立异

    选用带水平导流板的扁平流线型钢箱加劲梁,进步结构颤振稳定性的一起也防止涡振危险。钢结构选用Revit正向出图,完成BIM在悬索桥正向规划中的初次运用。

    缆索系统

    (1)结构

    乳山口大桥主缆选用预制平行钢丝索股(PPWS)制索,全桥共两根主缆。单根主缆通长索股有80股,另在威海侧设有2根背索,每根索股由127根直径为5.15mm的锌铝合金镀层高强度钢丝组成。

    本桥选用钢丝绳吊索;限位拉索选用平行钢丝,平行钢丝拉索每侧吊点设三根拉索。钢丝绳吊索除受力较大的塔侧长吊索和限位设备旁每侧吊点设3根吊索外,其他每侧吊点设2根吊索,烟台侧三根吊索、威海侧附近限位拉索二根吊索为暂时吊索,用于吊装主梁,待梁段施工完成后拆去。

    本桥吊索索夹选用骑跨式,限位拉索选用销接式索夹,索夹壁厚均为45mm。因为本桥主缆直径较小,为消除钢丝绳吊索弯曲应力,对吊索索夹方位出索处进行恰当加厚。

    主索鞍鞍体选用铸焊结合结构;鞍头用铸钢铸造,鞍座为钢板焊接;主索鞍吊装分量为威海中跨侧30吨,威海滨跨侧29吨;烟台中跨侧26吨,烟台边跨侧27吨。鞍体下设不锈钢板-聚四氟乙烯板滑动副,以习惯施工中的相对移动。为便当索股定位,鞍槽内设竖向隔片,在索股悉数就位并调股后,在顶部用锌块填平,并进行封水处理,再将鞍槽侧壁用拉杆夹紧。边跨背索锚固于主索鞍的锚梁上。塔顶设有格栅底座,以装置主索鞍。格栅悬出塔顶以外,以便安顿操控鞍体移动的千斤顶,鞍体就位后将格栅的悬出部分割除。

    散索鞍鞍体选用铸焊结合的结构计划。鞍槽用铸钢铸造,鞍体由钢板焊成。为便当索股定位,鞍槽内设竖向隔板,在索股悉数就位并调股后,在顶部用锌块填平,并进行防水处理,上紧压紧梁,再将鞍槽侧壁用拉杆夹紧。威海侧散索鞍吊装分量为42吨,烟台侧散索鞍吊装分量为42吨。

    (2)特色与立异

    本桥主缆选用“Z型钢丝+缠包带+枯燥空气除湿”防护计划。主缆钢丝外面直接环绕Z型钢丝,Z型钢丝内部送枯燥空气,空气相对湿度不超越40%RH。为确保Z型钢丝环绕的密封性,以及Z型钢丝自身的防护要求,在Z型钢丝外面添加缠包带密封系统,进步主缆防护系统的密封性。

    索塔

    (1)结构

    索塔选用门式造型,索塔设置上横梁以及承台方位处的下横梁。

    威海侧索塔承台顶面高程-0.5m,塔顶高程+141.649m,总高度142.149m;烟台侧索塔承台顶面高程+4.000m,塔顶高程+141.649m,总高度137.649m。索塔首要构件包含下塔柱、上塔柱、下横梁、上横梁、塔冠等。

    除索塔上横梁为全预应力混凝土构件外,其他塔柱均为一般钢筋混凝土结构,索塔均选用C55混凝土。

    下、上塔柱均选用带切角的三角形截面。威海侧索塔下塔柱高程规模为-0.5m至+63.539m,截面尺度由8.0m×10.3m(横桥向×顺桥向,下同)过渡到7.44m×9.59m;上塔柱高程规模为+63.539m至+135.649m,截面尺度由7.44m×9.59m过渡到6.8m×8.8m;内腔为直径3.2m的圆形,壁厚由塔底1.5m过渡墩到塔顶1.0m;烟台侧索塔下塔柱高程规模为+4.0m至+63.539m,截面尺度由7.94m×10.25m(横桥向×顺桥向,下同)过渡到7.44m×9.59m;上塔柱高程规模为+3.539m至+135.649m,截面尺度由7.44m×9.59m过渡到6.8m×8.8m;内腔为直径3.2m的圆形,壁厚由塔底1.48m过渡墩到塔顶1.0m。

    下横梁选用实心的矩形截面,高8.0m,宽6.0m。上横梁选用矩形截面,高7.0m,宽4.0m,壁厚1.0m,设置32根15-19型预应力钢束。

    塔冠为主索鞍鞍室,选用钢筋混凝土结构,侧壁壁厚30cm,顶板壁厚60cm。威海侧索塔根底选用20根直径2.8m的钻孔灌注桩,依照嵌岩桩规划。承台为圆形,直径21.8m,高6m。烟台侧索塔根底选用20根直径2.8m的钻孔灌注桩,依照嵌岩桩规划。承台为圆形,直径21.8m,高6m。

    (2)特色与立异

    塔柱选用带切角的三角形截面,线条明晰、棱角清楚,塔柱和横梁一起运用三角形断面,营造出调和、韵律感、现代感。内部空腔选用圆形。圆形钢筒一方面是内模,另一方面又作为永久结构参加受力。塔柱截面实体化,可减小概括。

    塔柱无中横梁,内腔为等直径圆形,规划运用上下一致的钢内模,可大大进步内侧浇筑质量,并省去内膜脱模工期,进步功率。塔内检修道可在工厂与钢筒内模焊好,施工期间也可运用。索塔内侧钢筋也可与内模一起装置,缩短工期,定位牢靠。

    锚碇

    (1)结构

    威海侧地势横向斜度较大,锚体后部选用两边不等高,台阶状,两边散索鞍IP点等高为47m,散索鞍选用不同转索视点,使下坡侧后锚室坐落更低标高,锚块相应下降标高,适应山坡走势,下降了对天然环境的影响。IP点横向间隔29.5m,锚碇总高28.84m,前部宽40m,后部最宽处55.47m,顺桥向长44m,前锚室侧墙面厚2m,能够更好反抗填土的土压力,锚碇前部设置检修门,便当内部检修。

    烟台侧地势顺桥向斜度较大,横桥向斜度较小,选用横桥向等高,顺桥向前低后高的锚体方式,散索鞍IP点标高为66m,锚体后部高出前端10m,前端显露地上5m左右。IP点横向间隔29.5m,锚碇总高36m,前部宽40m,后部最宽处58.52m,顺桥向长度52m,前锚室侧墙面厚2m,能够更好反抗填土的土压力,锚碇前部设置检修门,便当内部检修。

    本规划引荐选用多股制品索锚固系统,威海侧单根主缆双股锚30个,单股锚22个;烟台侧单根主缆双股锚28个,单股锚24个;双股锚选用5×15-7揉捏式制品索,单股锚选用6×15-3揉捏式制品索。

    (2)特色与立异

    锚碇选用深埋式重力锚,隐于天然,防止大体积锚体突兀影响。选用开挖施工,能够运用坡道运输工具和资料,相对于地道锚,施工愈加安全便当。锚碇选用自动排水、阻水办法,能够有用下降锚碇漏水危险,添加耐久性。锚碇埋入地下,下降对天然景象的影响。前锚室开检修门从地上直接进入,便当检修。

    引桥结构计划与特色

    1.结构

    乳山口大桥引桥跨径安顿为:33×40m(威海侧)、5×40m(烟台侧)。

    上部选用先张法Bulb-T。单幅桥横向设置7片梁,梁间隔2.0m,主梁跨径均为40m,设两道31cm厚的端横隔板,在跨中设置3道31cm厚的中横隔板。单片梁顶宽1.26m,底宽1.01m,腹板厚度0.21m。

    下部盖梁选用倒梯形截面,上底宽3m,下底宽1.5m,盖梁高4m,最大悬臂11.95m;桥墩为六边形截面,横桥向尺度为6m,墩顶顺桥向尺度2.3m,墩底截面顺桥向单侧边线随墩高按1:80添加;根底选用矩形承台加群桩根底计划,单个承台下设4根直径2.0m的钻孔灌注桩;承台平面尺度为8.2m×8.2m,承台厚度3.5m。盖梁选用C50混凝土,桥墩选用C40混凝土,承台选用C35混凝土,桩基选用C35混凝土。

    2.特色与立异

    引进北美广泛应用的桥型Bulb-T。该计划因为选用先张法预应力梁,无需杂乱的预应力筋穿孔、灌浆工艺,根本上克服了后张法预应力混凝土梁孔道灌浆不密实的缺陷,耐久性好。Bulb-T梁选用结构简支桥面板接连系统,桥面板选用厚度为20cm全体现浇层,使结构全体性好,桥面板受力没有薄弱环节,比小箱梁、T梁全体化层桥面受力更强。

    办理中心和景象渠道

    办理分中心维护工区兼并设置1处,占地1.04公顷,总修建面积2970平方米(不含变电所)。两岸设置景象渠道4处。

    1.办理中心

    办理中心主体为三层修建,在结合运用功用的一起留意景象作用。规划风格与主桥索塔照应,选用三角形元素。

    2.景象渠道

    沿线乳山口大桥东西两边,别离设置两处停车场,路途左边沿地势设置步道,观景视野优质的区域设置观景渠道和歇息空间。光顶山上设置茶座。

    观景渠道所在方位可一起赏识海、山、岛、桥的不同景象面貌,将最美的景象尽收眼底。车辆行进在路途中经过提早标志牌提示进入观景渠道停车位,再经过景象步道的引导将人引进高处景象渠道。景象步道与渠道均参阅地势设置,因地势改变较大,故选用坡道和台阶相间的安顿方式。

    观步道和渠道的规划,选用与周边环境相调和原料,将人工设施与环境合理地融为一体,并供给了人性化的歇息、瞭望空间。