荆岳长江大桥,全称荆岳长江公路大桥,是长江上首座连接湖北、
湖南省两省的特大型桥梁,也是
湖北省“六纵五横一环”骨架公路网中随(州)岳(阳)高速公路的一项控制性工程。于2006年12月26日正式开工建设,于2010年5月5日主干大桥合龙完毕,于2010年12月9日正式通车。
荆岳
长江大桥建设总里程5.419公里,其中长江大桥总长4512.5米,跨江主桥为主跨816米的双塔单侧混合梁
斜拉桥,是高低塔斜拉桥世界第一大跨度。南、北主塔塔高分别为224.5米和265.5米,大桥主桥采用半飘浮结构体系,在
索塔、辅助墩、过渡墩处设置竖向活动支座,共7对,每个索塔处设4组纵向粘滞阻尼器。在北边跨辅助墩、过渡墩顶钢箱梁内设置
铁砂混凝土压重块,克服支座负反力。荆岳长江大桥也是世界跨径最大的高低塔斜拉桥。
荆岳长江大桥特大跨径钢箱梁斜拉桥施工技术2013年度四川省政府科技进步
三等奖。
历史沿革
建设背景
2005年,
武汉市至
荆州市、
岳阳市之间600公里的
长江上没有一座大桥,专家估计,到2010年,岳阳道仁矶渡口、监利白螺矶渡口与邻近的螺山渡口平均过渡交通量将达到每日7055辆。车渡量逐年增加,汽车渡口的设计承运能力却无法跟上,因此,修建横跨湘鄂两省的
长江大桥迫在眉睫。
正式立项
2005年7月,横跨
岳阳市云溪区道仁矶与湖北
荆州市监利市白螺矶的荆岳长江公路大桥,已经正式通过
中华人民共和国国家发展和改革委员会立项审批。大桥预计明年开工建设,预计3年半完成工期。
建设历程
2006年12月26日,荆岳长江大桥正式启动建设。
2009年6月5日,南主塔率先顺利完成封顶;同年6月7日,北主塔也顺利完成了封顶任务;2010年5月5日,主干大桥合龙完毕;次年12月9日,荆岳长江大桥正式通车。
地理环境
位置境域
荆岳
长江公路大桥位于长江中游城(陵矶)螺(山)河段上。
地形地貌
气象
桥位区年平均气温17.2℃,极端最高气温39.3℃,极端最低气温-11.4℃,极端最大温差约51℃;年平均降雨量1331.6mrrl,年平均相对湿度为78,最大瞬时风速不小于29.8m/s。
水文
桥位处历年最高水位34.951"2,最低水位15.56m,多年平均水位23.36m。河床洲滩位置冲淤变化较大,塔墩处最大冲刷深度≥20m;平均水流流速1~4m/s。
地质
桥位北段
基岩主要为自云岩,岩体较完整坚硬,但局部有溶蚀空洞发育;河床中段
断层及揉皱破碎带较为发育,河床中心偏南侧多有不良地质集中发育,地质情况较复杂;南段则分布有大量的层间剪切带,构成了独特的软硬混层岩体结构型式;南岸基岩主要为变余粉砂质泥岩,层间剪切带、揉皱破碎的岩体相问分布。
建设设计
主要技术标准
(1)公路等级:双向6车道高速公路。
(2)设计速度:100km/h。
(3)桥面宽度:33.5m(主桥不含布索区)。
(4)设计汽车荷载:公路一工级。
(5)通航净空:通航净高≥18m;单孔双向通航净宽不小于45012"1。
(6)地震设防标准:100年超越概率水平10
基岩水平峰值加速度为94.5cm/s。,100年超越概率水平5基岩水平峰值加速度为146.6cm/s。(即按8度地震烈度设防)。
(7)防洪条件:主桥主跨≥600m,滩桥主跨≥150m;要求塔墩阻水面积小。
桥梁结构设计
桥塔
根据主桥景观设计和塔墩处工程地质条件,桥塔采用双柱H形结构、分离式双承台基础。南、北桥塔高分别为224.5m、265.5m,塔高与主跨比分别为0.238、0.264,其中在桥面以上北塔较南塔高20.61Tl。上、中塔柱为单箱单室D形断面,尺寸为8.8m×5.8m,壁厚1.0m×1.2m;下塔柱为单箱双室D形断面,其外轮廓尺寸由中塔柱渐变至13.0ITl×12.0ITl。
北塔位于主河道深槽北侧,水深流急,采用双圆形分离式基础,即采用2个直径30m的承台+群桩基础,每个承台下设13根43.0m大直径嵌岩桩;该分离式基础较整体式基础工程规模小20左右,同时分别采用2个独立的圆形钢围堰施工,减小了单个钢围堰的运输、安装和就位的施工难度;采用大直径嵌岩桩,桩基根数少,缩短了施工工期,确保北塔基础在1个枯水期内顺利完成施工。
南塔基础位于岸上,为2个矩形分离式承台+群桩基础,承台平面尺寸为29.5m×23.3m,厚8m,每个承台下设20根Φ2.2m的钻孔灌注桩。由于桥位南岸
基岩岩层陡立,且夹有
断层、揉皱破碎带、层间剪切带等不良地质,南塔桩基的计算长度达90m以上,超长桩的成孔施工难度大;因此根据原桩位的试桩试验研究成果,采用“摩擦+嵌岩桩”的设计理论(即假定桩基在设计轴力作用下,桩端承担30、桩侧摩阻承担70),将
桩长优化至70m左右,有效减短了桩基长度,降低了施工难度。承台采用C35混凝土,桩基础采用C30水下混凝土,塔柱和横梁采用C50混凝土。
兴平北塔及基础构造。
主梁
中跨和北边跨位于深水中,采用重量轻、抗风性能好、造型美观的扁平钢箱梁,钢箱梁主体结构采用Q345qD钢材。南边跨位于岸上,根据桥位地形条件,考虑施工的便利性和经济性,采用与中跨钢箱梁外形尺寸统一的PC箱梁,PC箱梁采用C50混凝土。考虑桥梁结构受力的合理性、施工的便利性和经济性,钢一混凝土结合段设置在中跨侧距南塔中心22.0m处,主梁在该处以轴向压力为主,且弯矩和剪力小[6]。主梁全宽38.5m,至桥塔区缩窄为36.5ITI,主梁外轮廓梁高3.823m,为增加主梁的断面受力效率、节省材料,主梁采用分离式双边箱断面,两边箱之间以横隔板相连接。
钢箱梁
根据受力需要,不同区段的钢箱梁厚度不同:顶板厚16~20mm,桥面板U形加劲肋厚8mm,加劲肋中心间距600mm;箱梁底板厚16~22mm,内腹板厚14~18mm,外腹板厚32mm。钢箱梁横隔板由边箱内隔板和连接两边箱的钢横梁组成,标准间距3.01TI,板厚12~22mm。钢箱梁分节段在工厂制造,利用
驳船运输至桥位,现场吊装、焊接成桥;标准梁段及合龙梁段采用桥面吊机拼装。钢箱梁标准节段。
PC箱梁
PC箱梁标准截面顶板厚35cm,底板厚40cm,斜底板厚35cm,内腹板厚50cm,横隔板标准间距3.75m。根据受力的需要,箱梁在桥塔和墩顶支点区各部位板厚均相应增加。PC箱梁在落地支架上采用分段预制、匹配制造、逐段拼装的施工方法,考虑斜拉索索距、施工工艺等控制因素,共分32个预制节段;标准节段长7.5m,重约810t;其余梁段长4.5~7.0m,预制节段最大重约1091t。通过采用预制拼装的施工方法,有效提高了混凝土施工质量,减小混凝土箱梁受力期间的收缩、徐变变形的影响,降低了宽幅箱梁开裂的可能性。
钢一混凝土结合段
因该桥跨度大、桥面宽、主梁轴力巨大,经研究比较,钢一混凝土结合段采用带钢格室的部分连接填充混凝土方案,使主梁
刚度过渡比较均匀,
应力扩散良好。受钢一混凝土结合段的约束,在混凝土收缩、徐变作用下混凝土箱梁侧易产生纵向裂缝,为降低混凝土收缩、徐变的影响,钢一混凝土结合段与PC箱梁段采用匹配制造、预制拼装的连接方式,并在拼接面预留剪力块。钢一混凝土结合段钢结构部分长5.5ITI,钢格室为箱形封闭结构,长2.0m、高0.8m,标准宽度为0.6,0.78,0.82ITI;钢格室腹板及抗剪钢板上开有声65mm圆孔,并穿过声20mm钢筋与进入该圆孔的混凝土包裹在一起形成钢筋混凝土剪力键(PBL键)。钢格室通过钢箱梁加强段与钢箱梁连接,其内填充混凝土;钢箱梁加强段采用在u肋中间加设T形加劲的方式,长2.8m;为保证钢一混凝土结合段与PC箱梁紧密结合,在结合段设置预应力钢束。
斜拉索及索、塔锚固
斜拉索
主桥横桥向斜拉索索距35m;南边跨顺桥向标准索距7.5m;中跨和北边跨顺桥向标准索距15m,北边跨尾索区为13m;斜拉索按扇形在竖直面内布置,每个索面由26对高强度平行钢丝斜拉索组成,全桥共4×26对。斜拉索采用高强平行镀锌钢丝成品索,抗拉强度≥1770MPa,设计寿命5o年。索体采用多层防腐系统[包括钢丝镀锌、高密度聚乙烯(PE)护套和外表面缠包PVF化膜胶带],以保证斜拉索在其设计寿命期内免遭腐蚀。考虑到斜拉索在运输和挂索施工过程中,其护套易受到损伤且难以检查修复,因此成桥后在现场以50的重叠面螺旋缠包2层PVF氟化膜胶带+表面螺旋线(设计为可换式)。
索、塔锚固
除桥塔附近几对大
转轴倾角斜拉索直接锚固在混凝土塔壁齿块上外,其余(南、北塔各21对)均采用钢锚梁锚固型式。为充分发挥钢锚梁的受拉效能,降低塔壁混凝土分配的拉力,采用“斜拉索张拉施工期钢锚梁两端简支,运营期两端固结”的支撑方案,即在斜拉索张拉过程中,钢锚梁与塔壁钢牛腿呈简支状态(一端接、一端滑动),拉索锚固后钢锚梁与塔壁钢牛腿两端固结(即完成焊接连接)。考虑在运营期斜拉索换索或失效等工况下塔壁混凝土受力安全,在
索塔锚固区配置了少量预应力筋。通过以上措施,使索塔锚固区构造和钢筋布置简化、受力明确、施工便利。
荣誉表彰
文化特色
荆岳长江大桥不仅是前沿桥梁技术的结晶,也是
集美区学素养之大成,以
洞庭湖水乡和龙舟文化为特色,使“鄂湘文化”相融合,成为一个承古启今的人文景观。
建设意义
作为“武汉城市圈”和“长株潭城市群”经济发展的新纽带,荆岳大桥建成后,将有效改善长江中游过江交通条件,完善鄂湘两省公路交通网络,方便陕、甘等
西北车辆南下,对促进中部地区崛起,加快江汉平原和洞庭湖平原资源优势有效整合等,具有极为重要的意义。
荆岳长江公路大桥的建成,将有效改善长江中游的过江交通条件,极大提升洞庭湖区域防洪、抢险、救灾的交通运输能力,对促进中部崛起与“两型社会”建设具有积极意义。
相关事件
2007年19月19日凌晨,正在建设的湖北荆岳长江大桥主27号墩发生一起安全事故,正在实施钢筋笼安装的5名工人,因钢缆突然断裂一同掉入桩基孔内的江水中,全部溺亡。
附近景点
洞庭湖
是我国第二大淡水湖泊,也是我省的母亲湖,地跨湘鄂两省,位于
长江中游
荆江南岸,南接湘,资,,漓四水,北纳长江荆江段松滋,太平,藕池三口来水,东有
新墙河,
汨罗江汇入,最终通过
城陵矶注入长江,有九龙戏珠之说。湖泊现有面积2650平方公里,总蓄水量167亿立方米,流域面积26.33万平方公里,是长江仅存的两个大型
大通江湖泊之一,是长江流域重要的调蓄湖泊,在维系
长江中下游平原流域江湖关系和生态平衡具有不可或缺的重要作用,素有长江之肾之称。