钢管混凝土拱桥在中国的快速发展,促成了合江长江一桥的建成,世界由此看中国。
“成渝经济区”是国家战略“长江经济带”的重要区域,成渝高速环线是支撑成渝经济发展的交通命脉。
选择在合江县跨越长江建造该桥,具有总体上的技术经济优势。
桥位河道顺直、地质条件好,水面宽度约500米,通航要求一孔跨越。
在钢管内灌注混凝土,形成三向受力的钢管混凝土,强度高、重量轻、延性好,用作造桥的材料,具有造价低、自架设能力强的特点。中国20余年已建445座钢管混凝土拱桥,为建造500米跨径钢管混凝土拱桥提供成熟经验。
该桥位采用钢管混凝土拱桥比斜拉桥、悬索桥具有显著优势。
该桥为主跨530m的钢管混凝土拱桥。主拱拱高120m、拱脚高16m、拱顶高8m,主拱主管直径1.32m、主管内灌C60自密实混凝土。
主梁采用钢格子梁结合钢混组合桥面板的主梁结构。通过整束挤压吊索连接主拱与主梁。
建造该桥,面临钢管混凝土主拱科学计算方法和主拱和主梁合理构造、超大尺寸主拱与主梁构件的制造运输安装、自密实补偿收缩混凝土材料等科学技术难题,攻克这些难题,尚无现成经验可借鉴。
建立了主拱钢管混凝土容限脱空统一理论、本构关系、极限承载能力计算方法和主拱组合式横撑的新型构造;建立了钢格子梁结合钢-混凝土组合桥面板的新型主梁结构;建立了吊索抗风串联索、整束防腐与挤压锚固钢绞线的吊索体系。
提出了主拱制造、运输与安装一体化独立结构单元,而结构单元制造采用卧拼、逐级匹配、逐级消除累积误差的新技术;提出了主缆横向移动起吊安装主拱独立结构单元,再将主缆拆分为上下游各一根的双主缆安装主梁结构单元;提出了自密实补偿收缩混凝土的新性能材料,主拱管内主管垂直泵送高差120m、水平距离300m,一次泵送C60自密实混凝土达800m3。
依据300余组缩尺、足尺结构模型试验、高流动度补偿收缩混凝土新性能材料与工艺的开发等专题研究,结合该桥工程实践成果,制订了世界首部公路钢管混凝土拱桥设计规范,结束了建造445座钢管混凝土拱桥无规范支撑的历史。
该桥的建成闭合了成渝高速环线,缩短成渝两地行车里程37km,缩短两岸群众步行里程19km,增加交通量960辆/日。
突破了钢管混凝土拱桥科学计算方法、结构构造和工艺系列技术难题。
相关成果获省部级科技进步奖2项、优秀设计奖1项、优质工程奖1项,国家发明专利8项,发表论文30篇。
受该桥技术成果影响,目前中国约28座主跨超过200m的钢管混凝土正在建设,使古老的中国拱桥文化换发了强劲生命力,影响巨大。
该桥钢材用量718kg/㎡,混凝土用量1.561?/㎡,工程造价2.51亿元。
与同等规模的斜拉桥、悬索桥相比,材料节省一半,造价减少约35%。
是一座美观、和谐、可持续发展的低碳环保桥梁。
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