巫山长江大桥

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1、巫山长江公路大桥巫山长江公路大桥设计、施工技术研究设计、施工技术研究重庆交通大学四川省交通厅公路规划勘察设计研究院重庆市巫山县交通局四川公路桥梁建设集团有限公司西南交通大学一、桥位与桥型一、桥位与桥型巫山长江大桥位于中国西部重庆市著名的长江三峡旅游风景区——巫峡峡口。根据地形、地质和通航条件，选择了一跨跨越长江，主跨460m的中承式钢管混凝土双肋拱桥，它是目前世界上跨径最大的钢管混凝土拱桥。这种桥型承载能力大、经济合理（总造价$24,500,000）、施工快捷，特别是与高山、峡谷、大江相配，显得雄伟壮观，十分美观。二、设计关

2、键技术二、设计关键技术1.1.主拱立面设计主拱立面设计¢主桥为净跨460m的中承式钢管混凝土全桁架双肋拱，引桥为9跨12m预应力混凝土连续梁。¢主拱的截面高度和拱轴线型选择原则：全拱受力均衡；上、下弦杆的弯矩、轴力接近；拱圈外形轮廓变化分明。¢主拱最终方案（在20种组合方式中进行优选）：拱顶截面高7m、拱脚截面高14m、拱轴系数1.55、净矢跨比1/3.8。主拱合拢时主拱合拢时2.2.主拱横断面设计主拱横断面设计¢主拱由两肋组成，每肋由上、下各两根φ1220×22（25）mm，内灌C60混凝土的钢管混凝土弦杆和竖、斜腹杆以及

3、上、下联钢管连接组成空间桁架。¢主钢管每节点处受力肢管最多为3根，一般为2根，且两肢管与主管的夹角均在50o左右；焊缝间距均大于50mm，以确保结构受力明确、制作施工方便。3.3.拱肋节段接头设计拱肋节段接头设计¢成功地设计了力学和施工性能优良的内法兰拱肋接头。这种接头既保证了连接牢靠、施工方便，又保证了拱肋优美外形和管内混凝土灌注通畅。4.4.吊杆设计吊杆设计¢吊杆采用109φ7mm预应力环氧喷涂钢丝，且在吊杆与横梁接头处设置防水钢板，以确保使用寿命。5.5.短吊杆纵向限位装置短吊杆纵向限位装置¢在短吊杆处首次采用了纵向限

4、位装置，改善了短吊杆的受力、延长了使用寿命。三、施工关键技术三、施工关键技术1.1.提出了大跨径钢管混凝土无支架吊装斜拉提出了大跨径钢管混凝土无支架吊装斜拉扣挂工法。扣挂工法。¢首次采用了两项专利首次采用了两项专利★★可调索低应力夹片锚固系统可调索低应力夹片锚固系统★★主动式承索器主动式承索器————大大减小了牵引索与起重大大减小了牵引索与起重索的跨间垂度，从而减小了吊点的配重。索的跨间垂度，从而减小了吊点的配重。扣索张拉端锚固系统扣索张拉端锚固系统承索器构造图安装天线跑车及承索器¢吊、扣塔合一共体安装吊、扣塔合一共体安装吊

5、塔铰支于扣塔上，大大节约了钢构件，并减少了两者之间的干扰。在最大吊重时，吊塔的最大偏位21cm，相应的扣塔偏位只有2cm。吊、扣塔合一吊、扣塔合一吊吊装装过过程程中中¢桩锚和岩锚结合的复合式锚碇技术桩锚和岩锚结合的复合式锚碇技术50326.228岩锚锚索I预埋钢管工作索挡土板500挡土板主索50019.压塔索30160505900910岩锚锚头190进人孔190钢筋砼预埋槽400400110岩锚锚索21010030桩60HD200I桩110600110D2001825505501941476桩锚与岩锚桩锚与岩锚2.2.高性能

6、化学自应力高强混凝土的研制高性能化学自应力高强混凝土的研制¢研制了高性能的化学自应力高强混凝土，其初始坍落度22～24cm，初始扩展度60cm；4小时坍落度损失小于4cm，扩展度损失小于50cm；初凝时间20小时以上，膨胀率为万分之三点一，5天强度达到80％。满足了特大跨径、大管径的混凝土泵送和密实的需要。3.3.提出了分级泵送、连续灌注管内混凝土的工法。提出了分级泵送、连续灌注管内混凝土的工法。¢经反复论证和模拟试验，采用两岸对称从拱脚向拱顶连续分级泵送混凝土的方案。每根弦杆中跨分3段，平均12小时完成一根大直径弦杆管内5

7、99m3混凝土的灌注，确保了管内混凝土的质量和密实度。经超声波检测，全管混凝土密实度良好，基本无脱空。混凝土灌注试验装置总体设计图拱肋弦管内砼分段压注示意四、设计理论研究四、设计理论研究1.1.徐变理论研究徐变理论研究¢经模型试验和实桥测试，摸清了钢管混凝土的徐变规律。¢提出了用考虑钢管徐变约束的徐变系数，来替代混凝土徐变系数进行徐变分析的理论。¢提出了用组合截面法来模拟钢管混凝土单元，得到了钢管与混凝土的应力重分布公式。¢经实桥检测，计算结果与实桥检测值相吻合。ϕ(t,τ)0考虑约束的Es徐变系数[1−(1+ρϕ)k]Ec

8、csσ0ϕ(t,τ0)Δσ=1kΕ(−)cΕΕ压应力拉应力sϕckσϕ(t,τ)c00Δσ=1kΕ(−)cΕΕsϕ钢管混凝土收缩徐变试验2.2.节点疲劳试验研究节点疲劳试验研究¢针对特大跨钢管混凝土拱桥的节点进行了疲劳试验，提出了大型钢管混凝土节点设计要点。¢节点研究表明，主管中灌注混凝土