长江大桥
大桥概况:
投资13.73亿元，历时四年半建设的荆州长江大桥,于2002年10月1日，上午正式通车，从而结束了长江荆州段公路交通靠摆渡的历史。 荆州长江大桥建在长江中游的荆江河段，与３１８国道、宜黄高速公路、襄荆
高速公路、荆常高速公路相连，是２０７国道跨越长河的咽喉工程。大桥由北岸引桥、荆州大堤桥、北岸滩桥、北汊通航孔桥、三八洲桥、南汊通航孔桥、南岸滩
桥、荆南干堤桥和南岸引桥等９个部分组成，全长４３９７．６米，桥面宽２４．５米，双向四车道，日通车能力可达２万辆以上。大桥构成复杂，技术含量高，桥
梁结构包揽国际国内大跨度桥梁多种形式，被国内桥梁专家誉为“中国桥梁建设的博物馆”。北汊通航孔桥为主跨５００米ＰＣ斜拉桥，其跨度居同类桥梁世界第
二、亚洲第一；三八洲连续梁桥，主跨１５０米，连续长度１１００米，是国内目前连续长度最长的连续梁桥。
过去，荆州长江汽车渡口，每天摆渡的车辆５０００多辆，整日摆着长蛇阵，207国道上的旅客时
常因异常天气望江兴叹，滞留荆州。荆州长江大桥的建成通车，宣告２０７国道全线贯通，沟通了湘鄂两省，使中原地区形成一条南北公路交通大动脉，对促进两湖
平原的经济发展，推动荆州市城市建设以及长江防汛抗洪等都将发挥重要作用。
工程概况
荆州长江公路大桥位于湖北省荆州市, 是207
国道跨长江的一座特大型桥。桥位处江面宽约3000 m , 江中有一沙洲, 称为三八洲。三八洲将桥位分为南北两汊, 其中北汊宽约700 m ,
南汊宽约450 m , 三八洲长约1100m。桥梁全长为4 177. 60 m。桥址区地表出露地层为第四纪松软堆积砂卵石层,
下伏基岩为泥岩、粉细砂岩, 基岩顶部埋深116～128m。设计行车速度: 100 km/h。设计荷载: 汽2超20, 挂2120。桥面宽度:
行车道净宽21.5m , 桥面总宽为24.5m (斜拉桥段27.0m ) , 不设非机动车道和人行道。大桥共由九个桥段组成,
自北向南依次为:北岸桥: 长926m。
(1) 北岸引桥 22 m ×20 m 预应力砼简支空心板。
(2) 跨荆江大堤桥 93+ 150+ 93 (m) 预应力砼连续梁。
(3) 北岸滩桥 5 m ×30 m 预应力砼简支T梁。主桥: 长为2557m。
(4) 北汊通航孔桥 200+ 500+ 200 (m) PC斜拉桥。
(5) 三八洲桥 100+ 6×150+ 100 (m) 预应力砼连续梁。
(6) 南汊通航孔桥 160+ 300+ 97 (m) PC斜拉桥。南岸桥: 长270m。
(7) 南岸滩桥 8 m ×30 m 预应力砼简支T梁。
(8) 跨荆南干堤桥 50+ 80+ 50 (m) 预应力砼连续梁。
(9) 南岸引桥 9 m ×30 m 预应力砼简支T梁。
主桥结构设计
北汊通航孔桥
主梁
北汊通航孔桥主梁采用预应力砼肋板式结构。双主肋高2.4m , 标准梁段肋宽1.7m , 梁顶宽26.5m (底面宽27.0m) , 桥面板厚32cm。为消除边墩支座负反力, 两梁端各70m 范围内采用加大主肋宽度的方法, 增加自重。
索塔
北汊通航孔桥采用H 型索塔。北塔高为139.15 m; 南塔高为150.25 m。两塔每根塔柱下边均设有5m 高的塔座。塔上横梁截面高度为4m , 下横梁截面高度为6m , 均设置了预应力筋。
斜拉索
斜拉索采用PES7 热挤聚乙烯拉索, PESM 7冷铸镦头锚锚固体系。拉索最小间距为4m , 标准间距为8m , 塔下第一对斜索与直索间距为11.5m , 拉索最小倾角为23.554°。全桥采用PES72139到PES72283 等8 种规格的斜拉索。
支座
主梁设计成飘浮体系, 仅在两端交界墩上设4 个拉压球型支座, 支座设计竖向压力为5000kN , 竖向拉力为2500 kN , 位移量为±400 mm ,转角1°。
南汊通航孔桥
主梁
南汊通航孔桥主梁采用预应力砼肋板式结构, 双主肋高2.2 m。根据受力和静力平衡的需要, 桥面板厚度分别采用32 cm、76 cm、108 cm、132 cm 及实体梁5 种不同的断面型式。
索塔
南汊斜拉桥两塔为高度不等的H 型塔。高塔高度为124.8 m , 低塔高度为89.4 m。
斜拉索
南汊斜拉桥斜拉索采用与北汊斜拉桥相同的材料, 在拉索的布置上南汊斜拉桥塔下不设直索,塔下无索区长20.0 m , 拉索标准间距为8.0 m ,最小间距为4.0 m。拉索最小倾角为25.75°。
支座
南汊斜拉桥亦为飘浮体系, 仅在两端交界墩上设4 个拉压球型支座, 由于结构的不对称性, 小边跨梁端的拉压支座需要承受较大的竖向拉力。
三八洲桥
三八洲预应力砼箱形连续梁桥, 分两幅布置,主梁设计成两个分离的箱梁。箱梁墩顶梁高为8.0 m , 跨中及梁端高为3.3 m。单幅箱梁顶宽为12.50 m , 底宽为7.0 m。
主桥基础
主桥基础全部设计为钻孔灌注桩基础。北汊通航孔桥两塔下均为22 根直径2.5m 桩基,
承台直径33.0 m , 承台厚6.0 m; 三八洲桥中墩每幅采用5 根直径2.0 m 桩基, 承台厚度为5.0 m;
南汊斜拉桥高塔下采用22 根直径2.0m 桩基, 承台直径为27.20 m , 承台厚度为6.0 m , 低塔下采用15 根直径2.0 m
桩基, 承台厚度为6.0 m , 矩形承台。
设计、施工中的主要技术特点
荆州长江公路大桥地质构造复杂, 主跨500 m PC 斜拉桥跨径大,
位居同类桥梁国内第一, 世界第二; 南汊姊妹塔PC 斜拉桥两塔高差达35.4 m , 这种不对称斜拉桥在国内尚不多见; 三八洲连续梁桥1100
m , 是目前国内连续长度最长的连续梁桥。设计、施工中的主要技术特点如下:
(1) 试桩 开工前在28号墩位进行了试桩,桩径1.5m , 深度80m , 水平最大加载120t, 竖向最大加载3400 t, 为目前国内最大。通过试桩验证地质资料的准确性, 并优化设计。
(2)
基础施工 斜拉桥主塔及三八洲连续梁主墩水下基础采用钢管桩支撑平台和双壁无底钢套箱施工方案。钢套箱内径33 m , 外径36 m , 高35m
, 一次浇注封底砼4250m。桩基施工采用国产大型钻机配以自制钻头, 成功地解决了深水大直径钻孔灌注桩穿越80 m
砂卵石层的机械设备和施工工艺。
(3) 主梁设计 斜拉桥主梁采用预应力砼肋板式结构, 受力明确, 构造轻巧, 施工方便。
(4) 主梁施工 主梁采用研制的前支点挂篮施工, 节段长8m , 最重节段530多t。
(5) 静力模型试验 为了检验设计计算的正确性, 保证斜拉桥的整体强度和稳定,
对北汊主跨500 m PC 斜拉桥进行了1∶30 的铝合金模型静力稳定性试验, 以全面掌握结构在自重、汽车荷载以及不平衡施工荷载作用下,
索力和主梁内力的分布变化情况, 确定结构在最大悬臂状态和成桥状态下失稳时的荷载条件, 同时进行结构非线性对结构静力稳定性的影响分析。
(6) 风洞试验 对主跨300m、500m 斜拉桥进行了节段模型风洞试验、抖振响应分析、裸塔气动弹性模型试验, 对主跨500m PC 斜拉桥还做了全桥模型风洞试验。通过设置合理的临时墩解决了最大双悬臂长度达248.6m 的风稳定性问题。
(7) 仿真分析 通过仿真分析, 验证了300m 主跨高低塔斜拉桥结构变形协调性以及拉索疲劳问题。
( 8) 施工监控 在斜拉桥主塔、主梁及三八洲连续梁桥施工过程中, 制定了严密的监控措施,及时掌握分析主梁线型、钢筋及砼的应力应变、斜拉索的拉力变化等, 保证施工过程的安全。
(9) 地震反应分析 大桥的地震反应分析包括结构动力分析和结构地震响应分析, 以及主桥墩位土层砂土液化评价。
( 10) 爬模施工 两座斜拉桥主塔采用了大块整体钢模(10m高) 爬模施工技术, 保证了砼的质量和外观。
