郁江雙線特大橋于2009年4月10日開工，位于桂平市境內(nèi)郁江河段。郁江特大橋主橋是一座鋼橋，主橋?yàn)殡p塔雙索面斜拉鋼桁梁橋，在江中有兩座高達(dá)102米的塔臺(tái)，兩座塔臺(tái)之間跨度長(zhǎng)228米，主橋全長(zhǎng)559.5米，從桂平市蒙圩曹良村開始，（含兩岸的引橋），屬特大雙線大橋。全長(zhǎng)11.3公里，共有337個(gè)墩臺(tái)。由一個(gè)個(gè)鋼鐵三角形組成、長(zhǎng)達(dá)559.5米的淺藍(lán)色鋼梁，主橋分雙邊斜拉鋼桁梁設(shè)計(jì)，主塔為花瓶狀結(jié)構(gòu)，塔高103.5米，主塔每邊拉索8對(duì)，為雙索面斜拉索，斜拉橋主梁為鋼桁梁，就像一條鋼鐵巨龍伸直了身軀，橫跨郁江兩岸，氣勢(shì)恢宏、十分壯觀，成為橫跨郁江一道亮麗風(fēng)景線。
橋梁特點(diǎn)
南廣鐵路桂平郁江雙線特大橋已于2011年11月22日成功合攏，標(biāo)志著南廣鐵路建設(shè)進(jìn)展到一個(gè)新階段，為南廣鐵路建設(shè)推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。鋼桁梁使用特種鋼材1.4萬(wàn)噸這座斜拉橋主梁為鋼桁梁，大橋主桁采用等腰三角形結(jié)構(gòu)，錨箱位于上弦節(jié)點(diǎn)上，全橋?yàn)榘肫◇w系，在新技術(shù)和新工藝等方面為同類橋梁中“亞洲第一”，使用了1.4萬(wàn)噸特種鋼材。該橋具有地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、科技含量高、施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高和工期緊等特點(diǎn)。
線路概述
南廣鐵路是廣西壯族自治區(qū)、云南省至華南沿海地區(qū)鐵路通道的骨干線路，是鐵路“十一五”規(guī)劃中廣西至珠三角地區(qū)的最便捷鐵路通道，也是云南和黔西市地區(qū)通達(dá)珠江三角洲地區(qū)、閩臺(tái)經(jīng)濟(jì)區(qū)的便捷、快速、大能力新通道。正線數(shù)目為雙線，線間距為4.6m，旅客列車設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值為250km/h。
桂平市郁江雙線特大橋位于郁江貴港至桂平河段上，下游距桂平航運(yùn)樞紐約11.5km，上游距貴港航運(yùn)樞紐約99km，橋位處規(guī)劃為II級(jí)航道，并為遠(yuǎn)景建設(shè)成為通航3000t級(jí)船舶的I級(jí)航道留有余地。經(jīng)通航論證，橋址處設(shè)計(jì)最高通航水位為42.670，設(shè)計(jì)最低通航水位為28.768；通航凈空高度不低于13m；通航凈空寬度，單孔雙向不小于150m，考慮彎道水流影響，最小墩內(nèi)緣凈寬不小于199.2m。
各類方案
主橋式方案研究
橋式方案應(yīng)滿足通航和行洪要求，根據(jù)通航論證的最小凈寬要求，結(jié)合具體情況，進(jìn)行了鋼桁斜拉橋、連續(xù)鋼桁拱橋和連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋三種橋式方案的研究。
鋼桁斜拉橋方案
主橋采用36+96+228+96+36m連續(xù)鋼桁斜拉橋，全橋?yàn)榘肫◇w系，邊墩及輔助墩墩頂設(shè)有豎向支座。主塔與主梁間采用縱向阻尼約束體系。在溫度作用下，主梁縱向變形不受約束，但在制動(dòng)力、脈動(dòng)風(fēng)或地震力等沖擊荷載作用下，主梁縱向變形受到阻尼器的約束。
主梁為鋼桁梁，三角形桁架，兩片主桁，桁間距15m，桁高14m，節(jié)間長(zhǎng)度12m。主桁采用焊接整體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式，最大板厚40mm，材質(zhì)Q370qD。主桁弦桿均采用箱形截面，桿件內(nèi)側(cè)寬1000mm，上弦桿截面1000×1200mm，下弦桿截面1000×1400mm。根據(jù)受力的不同，腹桿采用箱形截面和H形截面，橋面系采用鋼正交異性板橋面，橋面設(shè)置道碴槽。
主塔采用花瓶型橋塔，塔總高為105m。上塔柱采用單箱單室箱形截面，橫橋向頂寬460cm，壁厚100cm；順橋向頂寬650cm，壁厚150cm，從上橫梁中心開始放坡；中塔柱采用單箱單室截面，橫橋向頂寬460cm，壁厚100cm, 順橋向頂寬650～900cm，壁厚150cm；下塔柱采用單箱單室截面，橫橋向?qū)?60～750cm，壁厚150cm，順橋向頂寬900～1100cm，壁厚100cm。斜拉索采用扇形布置，縱向與橋面的傾角26.4°～52.1°。邊墩和輔助墩采用矩形實(shí)體墩。基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。
連續(xù)鋼桁拱橋方案
主橋采用120+252+120m連續(xù)鋼桁拱橋，主跨為鋼桁拱，邊跨為連續(xù)鋼桁梁。主橋在南寧市側(cè)主墩墩設(shè)置固定支座，其它橋墩均設(shè)置縱向滑動(dòng)支座。
主梁為鋼桁梁，“N”形桁架，兩片主桁，桁間距15m，桁高16m，節(jié)間長(zhǎng)度有兩種，12m和15m。主桁采用焊接整體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式，最大板厚50mm，材質(zhì)Q370qD。主桁弦桿均采用箱形截面，上弦桿截面900×1300mm，下弦桿截面900×2000mm；腹桿采用箱形截面，截面900×900mm；拱肋桿件采用箱形截面，桿件外寬900mm，高度1400～1600mm，加勁弦桿和豎桿均采用箱形截面，弦桿截面900×2200mm，豎桿截面900×1400mm；吊桿采用“H”型截面，截面高800mm，翼緣截面650×28mm，腹板厚16mm。
橋面系采用鋼正交異性板橋面。主墩采用圓端形空心墩，邊墩采用矩形空心墩。基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)。
橋式方案比較
桂平郁江雙線特大橋跨越郁江，受通航凈空控制。鋼桁斜拉橋方案和連續(xù)鋼桁拱橋方案均采用下承式結(jié)構(gòu)，在滿足通航要求前提下，有效地降低了線路標(biāo)高；連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋方案，由于混凝土梁梁體高度大，線路標(biāo)高需抬高6m，造成引橋橋長(zhǎng)增長(zhǎng)，使得橋梁在相同線路范圍內(nèi)橋梁長(zhǎng)度增加1304.93米。
從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，鋼桁斜拉橋和連續(xù)鋼桁拱橋相比，鋼桁斜拉橋用鋼量少，鋼桁桿件種類少，給制造及安裝都帶來(lái)較大便利；另一方面由于斜拉索的作用，鋼桁斜拉橋的桿件使用的板厚較薄，也有利于桿件的制造及安裝。輔助墩的設(shè)置有效地提高了結(jié)構(gòu)剛度，減少了梁端轉(zhuǎn)角，更好地適應(yīng)了高速鐵路的運(yùn)營(yíng)要求。連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋由于主梁采用了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，受收縮徐變的影響較大，對(duì)鐵路高速行車不利。
從施工方面來(lái)講，鋼桁斜拉橋和連續(xù)鋼桁拱橋的梁體施工均采用對(duì)稱懸臂拼裝法施工，但鋼桁斜拉橋可以利用斜拉索進(jìn)行施工輔助，可不使用大型施工輔助設(shè)備，施工設(shè)施費(fèi)用較少；而連續(xù)鋼桁拱橋的梁體施工必須依靠大型設(shè)備，且連續(xù)鋼桁拱橋在鋼桁梁架設(shè)后還仍需在梁體上搭設(shè)支架進(jìn)行加勁拱的安裝，施工工序繁雜，施工難度大。連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋梁體采用掛籃對(duì)稱懸臂灌注法施工，施工工序及難度與鋼桁斜拉橋基本相當(dāng)。
從景觀效果來(lái)講，斜拉橋由塔、索及梁組合的多重三角，在江河上更顯橋梁宏偉壯觀，與拱橋相比斜拉橋更富有沖擊力，高聳的橋塔給人以震撼及穩(wěn)定，景觀效果良好。連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋也有良好的景觀效果，但由于其塔身較矮，視覺沖擊力略顯不足。
從抗震的角度來(lái)講，斜拉橋由于自振周期較長(zhǎng)，又有拉索的作用，可以較大的緩解地震力的作用；鋼結(jié)構(gòu)橋梁又由于自重輕，鋼桿件受力各項(xiàng)同性，在地震作用下有充分的延性，與混凝土結(jié)構(gòu)相比有著很大的優(yōu)勢(shì)。
從經(jīng)濟(jì)比較來(lái)看，鋼桁斜拉橋和連續(xù)鋼桁拱橋?yàn)榈途€位方案，連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋?yàn)楦呔€位方案，對(duì)全橋橋梁長(zhǎng)度影響不同。在影響范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，連續(xù)鋼桁拱橋造價(jià)為鋼桁斜拉橋的1.05倍，連續(xù)剛構(gòu)斜拉橋造價(jià)為鋼桁斜拉橋的0.975倍。
最終結(jié)論
從經(jīng)濟(jì)比較來(lái)看，三方案總造價(jià)比較接近，以高線位方案最低，但從結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)以后的安全性來(lái)看，大跨度連續(xù)剛構(gòu)受長(zhǎng)期收縮徐變影響較大，往往在運(yùn)營(yíng)多年之后會(huì)發(fā)生較大變形，有的甚至?xí)霈F(xiàn)裂縫，目前我國(guó)此類的事故已不是少數(shù)，對(duì)于高速鐵路運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，線路平順是至關(guān)重要的。鋼桁斜拉橋在結(jié)構(gòu)受力行為、結(jié)構(gòu)變形、景觀效果和施工工藝上均有較好優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)綜合比較，桂平郁江特大橋主橋采用鋼桁斜拉橋方案。
施工新技術(shù)
郁江特大橋科技含量高，該橋突破了施工慣例，首次創(chuàng)新了鉆孔樁基礎(chǔ)與圍堰同步施工，鋼桁梁從邊跨向中跨單向懸拼的施工工藝，在建筑施工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“兩個(gè)首創(chuàng)”。
鉆孔樁基礎(chǔ)與圍堰同步施工技術(shù)的突破在于，以前的建橋要么先往江底打樁，然后修建圍堰；要么先在江中拼出一個(gè)施工圍堰，在封閉的圍堰中打樁。兩者同時(shí)施工存在極大的施工難度，但卻可以節(jié)省成本并且提高效率。
鋼桁梁從邊跨向中跨單向懸拼技術(shù)，即是一改以前建同類型的橋以塔臺(tái)為起點(diǎn)，向兩邊搭橋梁的做法，而是從兩邊同時(shí)架設(shè)鋼梁梁，最后在中間合龍。
這兩項(xiàng)技術(shù)在國(guó)際建筑施工領(lǐng)域尚屬首次，大橋因此節(jié)省了15%的成本，并且提高施工效率，提前3個(gè)月合龍。
此外，該橋在結(jié)構(gòu)形式和施工工藝方面還有多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并破解了多個(gè)困擾大橋施工的技術(shù)難題，為國(guó)內(nèi)同類型橋梁施工積累了經(jīng)驗(yàn)。如裸巖深水爆破成槽、人工制造覆蓋層的施工技術(shù)，有效解決了郁江特大橋無(wú)覆蓋層河床的棧橋平臺(tái)搭設(shè)難題。
參考資料 >
郁江雙線特大橋斜拉索安裝技術(shù)簡(jiǎn)述.中國(guó)知網(wǎng).2019-07-24