茅嶺江特大橋

茅嶺江特大橋位於南防鐵路欽州一防城間,鐵路中心裡程142.279公里,採用鐵路、公
路兩橋結構分離、並建分修方案。鐵路橋全長746.1米,公路橋全長742.65米,兩橋中心間
距9.6米。鐵路橋1987年建成,採用的主跨為48+80+48米三向預應力鋼筋混凝土變高度、變
截面、箱形連續梁,為國內鐵路連續梁中的最大跨度,在世界同類橋樑跨度中居第17位。

自然條件

茅嶺江特大橋位於沿海丘陵地帶。橋位處常受海潮倒灌影響,潮汐屬不規則的半日潮,
混合型(一天一潮和一天二潮),一般潮差2米,最大潮差4米。退潮時,橋下水深3—4米。河
槽寬約400米,河床縱坡平緩,水流較平穩。大橋所在地屬亞熱帶氣候,年平均溫度21℃,
最高溫度37.5℃,最低溫度—2℃,年均降雨量2000毫米以上,雨量集中在4—9月,6—9月
多暴雨,有時暴雨與颱風同時發生,百年一遇洪水位標高4.41米(黃海高程,下同),常水位
2米,最低水位—0.88米。遇百年洪水橋下河床斷面基本上不發生沖刷。
橋址處地質:表層局部為薄層(1-2米厚)的淤泥層砂粘土,其下為砂夾卵石,北段厚2—
12米,南段厚2—4米,再下為砂岩夾頁岩。

勘測設計

1974年由鐵道部第二勘測設計院進行初測。1975年經濟比較後提出鐵路、公路兩橋分修
方案,1976年3月鐵道部鑑定通過。
1976年下半年起,鐵二院、鐵二局、鐵科院西南研究所、西南交通大學等單位組成協作
小組,對跨越河槽的鐵路橋主跨方案,研究後擬用3孔64米栓焊鋼桁式連續梁,3孔64米預應
力混凝土箱形連續梁,及中跨為4—6孔64米、側跨分別為40米、32米的預應力混凝土連續梁
等多種方案。1978年10中旬,鐵道部在南寧召開方案審查會議,選定40+4×64+40米6孔1聯
的預應力鋼筋混凝土箱形連續梁方案,並決定由鐵二院設計。1980年南防鐵路停工緩建,大
橋方案的研究和設計繼續進行。
1983年1月南防鐵路復工後,鐵道部決定將茅嶺江特大橋交由鐵道部大橋工程局設計、
施工。當年完成初步補充設計,提出鐵路、公路兩橋並建,分修,中心距9.3米方案;鐵路
橋上部結構採用15孔32米預應力鋼筋混凝土簡支梁(簡稱預應力混凝土梁)加48+80+48三向預
應力鋼筋混凝土單箱、變高度、變截面連續梁(簡稱預應力混凝土箱形連續梁)加5孔32米預
應力混凝土梁;公路橋上部結構採用11孔31.7米預應力混凝土梁加48+80+48米預應力混凝土
箱形連續梁加4孔31.7米預應力混凝土梁。
1984年4月20日,大橋施工總體設計完成,鐵路、公路橋中心線距離由9.3米改為9.6米。
兩橋橋型統一為12孔(鐵路橋每跨32米,公路橋每跨31.7米),預應力混凝土梁加48+80+48米
預應力混凝土箱形連續梁加5孔(鐵路橋每跨32米,公路橋每跨31.7米),預應力混凝土梁。
鐵路橋載重等級為單線中—活載。公路橋載重按汽—20計算,掛—100檢查;按二級公路標
準,橋上限坡2.5%;橋面行車道9米,加兩側人行道各1.5米共寬12米。通航淨空按6級航道,
淨高6米,淨寬12米。
墩台及基礎鐵路橋09號、11號橋台採用耳牆式混凝土台身,明挖擴大基礎。公路橋09
號、11號橋台為埋置式混凝土台身,明挖擴大基礎。鐵路、公路橋的38個墩均採用縱向等厚
度圓端形鋼筋混凝土墩身,沉井或鑽孔樁基礎(詳見示意簡圖)。
梁部及支座鐵路橋17孔32米預應力混凝土梁,按鐵道部標準圖其外型尺寸為梁長32.6
米,高2.5米,跨度32米,支座為搖軸式,固定及活動支座各34個。主跨48+80+48米預應力
混凝土箱形連續梁,跨中高3.3米,以二次拋物線向兩端加高至支座處高6.6米,箱寬3.9米。
採用後張法三向預應力體系,即順橋向設定5毫米直徑的高強度鋼絲,豎向及橫橋向設定25
毫米直徑的Ⅳ級鋼筋。在4號墩設2個1500噸的固定盆式橡膠支座,5號墩設2個1500噸的活動
盆式橡膠支座,在3及6號墩各設2個300噸的活動盆式橡膠支座。
公路橋17孔31.7米預應力混凝土梁及支座,均採用上海黃浦江橋的設計,即每孔簡支梁
由5片T梁組成,每片梁長32.65米,高2米,跨度31.7米,底寬2米。採用250×350×49毫米
板式橡膠支座,固定及活動支座各85個,主跨48+80+48米預應力混凝土箱形連續梁跨中高
2.5米,以二次拋物線向兩端加高至5米,箱寬5米。三向預應力體系所用鋼絲、鋼筋與鐵路
橋相類似,固定及活動盆式橡膠支座與鐵路橋相同。
橋面坡度及有關標高鐵路橋上變坡點在143公里處,往欽州方向為—5‰,往防城方向
為平坡。欽州端台尾路肩標高11.157米,軌底標高11.937米,防城端台尾路肩標高12.7米,
軌底標高13.46米;公路橋上變坡點在4號墩位上(相應鐵路里程142.961公里),往欽州方向
為—2.4%,往防城方向為平坡。欽州端台尾路冠標高8.273米,防城端台尾路冠標高12.280
米。
通航孔道鐵路、公路橋4、5號墩間的80米梁孔為通航孔道,梁底標高9.66米,通航水
位3.54米。

施工

茅嶺江特大橋由鐵道部大橋工程局總承包施工。其中:鐵路橋兩端122t米地段的路基、
橋台錐體,1孔6米小橋及17孔32米預應力混凝土梁的架設,全橋面的鋪碴、鋪軌工作,發包
給鐵二局施工;公路橋的梁部工程及1.6公里的外包公路,發包給廣西交通建設開發公司施
工。
大橋局的施工隊伍,於1983年4季度進入工地,1984年2月25日鐵路、公路橋4個台、38
個墩開始施工。
沉井施工欽州岸鐵路橋01—07號、公路橋01—04號共11個墩按沉井基礎施工,第1節
沉井就地灌注(再逐節加高),先以人工挖土下沉,水面以下用抓泥斗出土,當井內有一定水
頭時,用吸泥機吸泥下沉至設計標高,經潛水檢查後,灌注水下混凝土封底,然後抽出井內
積水,灌築承台、墩身。
鑽孔樁施工欽州岸鐵路橋0號、08號,公路橋0號、05—08號等7個墩均在岸上,鐵路、
公路橋1、2號等4個墩均在岸邊,經平整、拓寬場地後,拼裝Bπ—3型震動打樁機的導向架,
插打直徑1.4米的鋼護筒後,利用導向架作平台,用BDM—2型鑽機鑽成直徑1.25米的鑽孔,
達到設計標高后.,清孔,安放鋼筋籠,灌注混凝土。水中鐵路、公路橋的3、7、8、10號等
8個墩,除增加1台TMK20噸吊機外,其餘施工方法與上述11墩相同。水中鐵路、公路的4、5
號4個墩用吊箱圍堰法施工,先將吊箱浮運到墩位,四角用直徑0.55米鋼管樁定位,以吊箱
導向插打直徑1.4米鋼護筒,在吊箱上拼裝鑽機平台,鑽1.25米樁孔並灌注鑽孔樁混凝土,
再在吊箱頂安裝單壁鋼圍堰。把吊箱及鋼圍堰降至設計標高,利用低潮時以砂漿封堵各空隙,
抽水並灌注一層混凝土作為承台底鋼筋保護層,然後灌築承台、墩身。鐵路、公路橋的6號2
個墩,以導向船拼裝導向圍囹,在圍囹中插打直徑1.4米的鋼護筒,在鋼護筒上加牛腿支放
圍囹,再在圍囹頂拼裝鑽機平台鑽孔。鐵路、公路橋的9號2個墩,為克服墩位於水深流急的
狹窄深槽處的困難,採用400噸鐵駁船側向拼裝插打鋼護筒的導向架後,在護筒外壁上加牛
腿拼裝鑽機平台鑽孔灌注混凝土後,利用牛腿支承台底模板的型鋼主梁,其上裝設分配梁及
模板,灌注混凝土承台,待低潮時拆除模板。
全部墩台工程於1986年10月5日竣工。
鐵路橋樑部結構施工鐵路橋17孔32米預應力混凝土梁均由鐵道部豐臺橋樑廠預製。
主跨48+80+48米預應力混凝土箱形連續梁於1985年12月13日由大橋局開始施工。採用可
移動式斜拉式掛籃懸臂灌注,中跨在跨中合攏,兩邊跨在距梁端7.6米處合攏。通過4.5噸纜
索吊機將混凝土運至懸臂施工部位灌注。主要施工步驟為:(1)在4號、5號墩旁安裝托架和
臨時、輔助、正式支座等;(2)安裝0號節段的模板鋼絲鋼筋、縱向膠管,灌注混凝土,並采
用ZB4500高壓油泵配以YC—85三作用千斤頂張拉,0.9立方米空壓機清孔,HP—013型灰漿
拌和機壓漿,實施並完成預加應力;(3)拆除模板後將0號節段支承在4個臨時支座上;(4)對
稱灌注1—9號節段的混凝土並逐段預加應力;(5)在膺架上灌注邊跨梁端7.6米節混凝土;(6)
將4號墩上的0號節段頂起使支承在正式支座上,將5號墩上的活動支座臨時鎖定;(7)兩邊跨
分別灌注2米長的合攏節段;(8)安裝中跨2米合攏節段的懸吊支架及支撐鋼管等,解除5號墩
活動支座的臨時鎖定,灌注混凝土,並預加應力;(9)進行橋面工程。
主跨48+80+48米預應力混凝土箱形連續梁工程於1986年9月完成。同年10月2日由鐵二局
用130噸架橋機開始17孔32米預應力混凝土梁的架梁工作,10月31日架設完畢。
1987年5月1日茅嶺江鐵路橋建成通車,交由鐵二局臨管運營。
公路橋樑部結構施工1985年5月,廣西交通建設開發公司施工隊伍進入工地。1986年2
月1日開始31.7米預應力混凝土梁的預製。預製場(11米×300米)設在欽州岸09號台與1號墩
之間的西側,內有預製台4個,存梁台9個。
公路橋31.7米預應力混凝土梁的架設分岸上及水中兩路進行:岸上09—0號墩9孔45片梁,
採用兩個5噸跨墩龍門吊機起吊安裝;水中0—3號及6—11號墩8孔40片梁採用簡易架橋機(由
跨墩龍門吊、軌道平車、卷揚機、天車等組成)逐片起吊,落上軌道平車,牽引至天車處,
首端起吊,牽引至落梁孔位,後端起吊,落梁再橫移就位。
1987年3月8日,公路橋主跨48+80+48米預應力混凝土箱形連續梁開始施工。主要施
工步驟為:(1)在4號及5號墩旁灌注混凝土臨時墩,拼裝萬能桿件,安裝正式支座和鋪
有硫磺砂漿層的混凝土臨時支座;(2)灌注0號節段;(3)對稱懸臂灌注1—9號節段;(4)
邊跨7.6米節段採用懸掛吊架灌注;,(5)用噴燈燒熔臨時支座的硫磺砂漿層,使梁部重
量轉移到正式支座上;(6)完成邊跨梁的合攏段;(7)完成中跨梁的合攏段。
1988年3月24日,公路橋樑部工程完成,同年12月15日完成橋面工程。12月28日驗
收,質量達到優良,即交由廣西公路局欽州總段接管運營。
工程造價茅嶺江特大橋鐵路橋(含公路橋墩台)完成投資1439.3萬元,折合每米造
價1.93萬元。公路橋樑部工程(含兩端1.6公里公路引線)完成投資1460.7萬元,折合每
米造價1.97萬元。合計完成投資2900萬元。另有鐵二局施工的該橋兩端工程投資140.7萬
元,由鐵二局墊付,未列入大橋投資之內。大橋遺留的公安營房及工務生產、生活房屋,
以及用於主跨連續梁梁體檢查的活動吊籃3項工程,預留25萬元,由建設單位保留,作
為以後補建資金,列入大橋的投資之內。

運營管理

1988年10月15—17日,大橋局橋樑科學研究所和柳州鐵路局工務檢測設計隊聯合組成試
驗組,對茅嶺江特大橋鐵路橋進行荷載試驗,試驗荷載採用1.2倍中荷載,即2台前進型蒸汽
機車尾部相聯,煤水加足,牽引5節滿載60噸石碴的高邊車,總重901.6噸。按靜載—0活載
(速度5—80公里/小時)一制動(40公里/小時急制動)進行試驗。兩邊跨載入時在4號墩支點處
最大負彎矩達中荷載的93.68%,中跨載入時最大正彎矩達中荷載的97.9%,最大撓度25.18毫
米(撓度比25.18/80000=1/3177)。試驗結論:按國內正線行駛最重列車荷載,載入係數達中
活載94%的情況下,橋樑變形及應力分布無異常,各部均處於彈性狀態,最大豎向撓度遠小
於規範允許值,能滿足運營要求。
1990年12月31日18時起,茅嶺江鐵路特大橋交由廣西南防鐵路公司接管。

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