設計參數
橫斷面
190米跨上層為:2.6(拱肋)+0.2(空隙)+0.2(欄桿)+0.5(檢修道)+0.5(防撞欄桿)+11.75(車)+0.5(防撞欄桿)+11.75(車)+0.5(防撞欄桿)+0.5(檢修道)+0.5(欄桿)+0.2(空隙)+2.6(拱肋)=32.0米;下層為:2.6(拱肋)+0.2(空隙)+0.5(欄桿)+6.5(公交及人)+2.0(分)+8.4(輕軌)+2.0(分)+6.5(公交及人)+0.5(欄桿)+0.2(空隙)+2.6(拱肋)=32.0米。85米跨上層為0.2(欄桿)+0.5(檢修道)+0.5(防撞欄桿)+11.75(車)+0.5(防撞欄桿)+11.75(車)+0.5(防撞欄桿)+0.5(檢修道)+0.2(欄桿)=26.4米;下層為:0.5(欄桿)+6.5(公交及人)+2.0(拱肋)+8.4(輕軌)+2.0(拱肋)+6.5(公交及人)+0.5(欄桿)=26.4米。
本工程於2002年4月開工,2004年10月建成通車。
技術指標
1、設計荷載:汽車:85米跨城—A級;190米跨汽—20,掛—100人群:4.0KN/m2
輕軌:按上海明珠線標準取值。
2、設計車速:80km/h。
3、縱、橫坡:縱坡0%;橫坡1.5%。
4、設計洪水位:三百年一遇:9.083米。
5、通航標準:國家四級航道,通航淨高10米,淨寬大於80米,最高通航水位6.123米。
6、抗震等級:6度地區,按7度設防。
7、輕軌標準:按《城市快速軌道交通工程項目建設標準》(試行本)確定的正線標準,車輛最大編組數為6節。
橋樑結構
上部結構
拱橋的上下部結構連線方式為外部靜定內部高次超靜定的簡支方式。190米跨拱腳處設定6500噸盆式支座,並設定剛度很大的端橫樑。85米跨拱腳處設定3000噸盆式支座。為了使受力明確,便於施工,拱與拱之間的連線方式採用斷開方式,即每跨均獨立,彼此無聯繫。無論是大跨還是小跨均採用剛拱剛梁外部靜定的結構體系。上部拱肋
190米跨拱肋拱軸線形式為二次拋物線,矢跨比為1/4,拱肋斷面形式為桁架式,拱肋高度為4.5米,寬2.6米,上層橋面以上每一拱肋由4根Φ950mm的鋼管通過腹桿和上下平聯組成,鋼材採用Q345C,縱向四根鋼管的壁厚四分點以下為24mm,以上為22mm;腹桿採用Φ400×14mm的鋼管;上下平聯採用Φ500×10mm的鋼管,上下平聯水平向間距為2.0米。上層橋面以下至拱腳,拱肋斷面由橫啞鈴形的上下弦桿通過腹桿連線而成。縱向四根鋼管和啞鈴形斷面內灌注C50混凝土,其餘為空鋼管。上層橋面以上設定五道桁架式風撐,風撐弦桿採用Φ900×16mm的鋼管,腹桿和平聯採用Φ400×10mm的鋼管。在上層橋與拱肋相交處設定二道鋼結構的拱肋橫樑。85米跨拱肋拱軸線形式也為二次拋物線,矢跨比為1/7。採用單鋼管,直徑為1700mm,壁厚為22mm,為了增加拱肋的剛度,縱向設定6道厚22mm高250mm的鋼板加勁肋,與鋼管內壁焊接。為了保證拱肋的橫向穩定性,拱肋之間設定3道風撐,風撐直徑為Φ900mm,厚16mm。上述鋼材均採用Q345C鋼。拱肋鋼管內灌注C50混凝土。
拱上建築
拱上建築包括拱上立柱和吊桿。拱上立柱均採用鋼管混凝土結構。190米跨鋼管規格為Φ900×10mm;85米跨鋼管規格為Φ800×10mm,鋼管內灌注C50混凝土。吊桿為成品索,工廠生產,現場安裝,由強度為1670MPa的高強度鍍鋅鋼絲外包PE套製成,錨具採用冷鑄錨。190米跨吊桿採用雙吊桿,在拱肋錨箱處共有兩對四根吊桿,每對吊桿分別吊一層橋面。吊桿縱橋向間距為8米,橫橋向吊桿中心距為29.4米。上層吊桿規格為2×55Φ7,下層吊桿為2×85Φ7。85米跨吊桿為單吊桿,吊桿縱向間距為6.1米,橫向中心距為10.4米,規格為109Φ7。
系梁結構
190米跨系梁為2500×2500mm的鋼箱斷面。系梁在縱向分為標準段系梁及拱腳段系梁兩部分,其中標準段頂、底板及腹板厚度均為20mm,拱腳段頂底板及腹板厚度為30mm。鋼系梁設定橫隔板和縱向加勁肋。系梁內設定平衡水平推力的預應力束。預應力束採用外包PE護套的環氧噴塗鋼絞線成品索,標準為ASTMA416-900a(270k),標準強度為Rby=1860MPa。預應力束在鋼箱內採用圓鋼滾軸定位,進入拱腳混凝土範圍內採用預埋彎鋼管作為預應力管道。預應力束數量為16×37Φj15.24。85米跨系梁採用勁性骨架預應力混凝土結構,系梁斷面尺寸為2500×2000mm,壁厚為400mm。每一系梁內設定12束31Φj15.24的高強度低鬆弛鋼絞線。
橋面系
這裡所說的橋面系包括橫樑和橋面板及橋面鋪裝等。190米橫樑包括下層吊桿橫樑、上層吊桿橫樑、拱肋橫樑、拱上立柱橫樑、墩上立柱橫樑和端橫樑六種。除墩上立柱橫樑採用預應力混凝土結構和端橫樑採用勁性骨架預應力混凝土結構外,其餘橫樑均採用鋼結構。85米跨橫樑包括下層吊桿橫樑、拱上立柱橫樑、墩上立柱橫樑和端橫樑四種。下層吊桿橫樑由C50混凝土預製後通過現澆濕接頭與系梁連成整體;拱上立柱橫樑為預製構件,施工時直接安裝於拱上立柱上;墩上立柱橫樑為現澆預應力混凝土構件;端橫樑為3.9×3.8米的勁性骨架預應力混凝土現澆箱梁結構。無論是190米跨還是85米跨,鋼管拱肋、端橫樑和系梁在拱腳位置相互連成整體。同時端橫樑預應力、系梁預應力和拱腳處的豎向預應力使拱腳節點處於三向預應力狀態。橋面板除輕軌位置採用空心板外,其餘均採用預製π形C50鋼筋混凝土板。π形預製板高為50厘米(85米跨為40厘米),肋寬20厘米,翼板厚10厘米,邊板寬200厘米,中板寬175米厘米。預製板間縱向接縫寬50厘米,橫向接縫有50厘米和15厘米兩種,接縫混凝土採用補償收縮混凝土。橋面鋪裝厚12厘米,其中鋼纖維混凝土厚8厘米,中粒式改性瀝青混凝土厚4厘米,並將8厘米厚的現澆鋼纖維混凝土計入橋面板的受力中。鋼橫樑與橋面板的橫向接縫連成整體,使橫樑在承受二期恆載和活載時成為鋼混疊合梁。
防腐設計
鋼結構的防腐包括鋼結構的外壁、空鋼管內壁和鋼箱梁內壁三種情況。鋼結構外壁防腐方案為:噴砂除銹Sa3級;電弧噴鋁不少於200微米;881-D防鏽底漆2道總計40微米;塗881-YM面漆2道總計50微米。空鋼管內壁:噴砂除銹Sa2級,塗防鏽漆2道總計50微米。鋼箱梁內壁防腐方案為:下料前對鋼板進行預處理(噴砂Sa2.5級,矽酸鋅車間底漆1道25微米),鋼樑加工完畢後對焊縫及損壞部分進行機械打磨達到st3級後,再塗環氧耐磨漆2道,厚度2×80微米。質量要求及施工工藝要求以《金屬和其他無機覆蓋層熱噴塗鋅、鋁及其合金》(GB/T9793-1997)標準為準。下部結構
主橋共有主孔大墩四個,上部結構計算跨徑190米,每墩採用21Φ200厘米的鑽孔灌注樁基礎,承台厚度4.5米;主橋小孔橋墩共有8個,上部結構計算跨徑為85米,每墩採用13Φ200的鑽孔灌注樁基礎,承台厚度3.5米。鑽孔樁均為嵌岩樁。建設施工
這裡僅介紹上部結構的施工方案。上部結構安裝採用無支架纜索吊裝系統。主塔架分別置於2、9、16號墩,扣塔分別置於5、6、11、12號墩。主塔寬42米,高1§20米;扣塔寬38£米,高5㎏2米。根據拱肋吊裝節段和橫樑的最大重量確定纜索系統的設計吊裝重量。這裡採用上、下游索道纜索吊裝系統,每組索道由7根Φ50密封式鋼絲繩組成,設計吊裝重量分別為65噸,總設計總吊裝重量為130噸。85米跨拱肋分3段吊裝,190米跨拱肋分13段吊裝,採用鋼絞線斜拉扣掛懸拼架設合攏。橫樑均採用雙索道抬吊。橋面板及其它重量較輕的構件採用單索道吊裝。上部結構的具體施工方案如下:在施工下部結構的同時,在工廠製作鋼構件和現場製作預製構件。鋼拱肋由Q345C鋼板卷制而成,先在工廠拼裝成小段,運至工地後再拼成大段。當下部結構完成後即現澆端橫樑,這時端橫樑與橋墩臨時聯結;利用纜索吊裝系統吊裝拱肋,拱肋吊裝完成後,即可灌注拱肋混凝土。
85米跨施工順序如下:當拱肋混凝土達到設計強度後,利用拱肋剛度通過臨時吊桿安裝系梁勁性骨架,現澆系統混凝土;安裝吊桿橫樑及拱上立柱和拱上立柱橫樑,最後是架設車行道板。上述施工過程中應同步張拉系梁預應力束和吊桿。因此85米跨上部結構的施工過程為:施工下部結構的同時工廠製作鋼結構和現場製作預製構件→現澆端橫樑並與橋墩臨時聯結→吊裝拱肋→灌注拱肋混凝土→利用拱肋剛度通過臨時吊桿安裝系梁勁性骨架→穿系梁預應力束→現澆系梁混凝土→安裝下層橫樑→安裝拱上立柱和拱上立柱橫樑→架設車行道板並用濕接頭縱橫向連成整體→其它附屬部分。
190米跨的施工順序如下:當拱肋混凝土達到設計強度後,先安裝鋼系梁,穿系梁預應力束,再安裝下層吊桿橫樑,接著安裝上層吊桿橫樑、拱肋橫樑和拱上立柱橫樑,然後是架設上、下層車行道板,並用濕接頭與吊桿橫樑連成整體,最後是附屬部分的施工。因此190米跨的施工過程為:施工下部結構的同時工廠製作鋼結構→現澆端橫樑並與橋墩臨時聯結→吊裝鋼拱肋→灌注拱肋混凝土→安裝鋼系梁→穿系梁預應力束→安裝下層吊桿橫樑→安裝上層吊桿橫樑、拱肋橫樑和拱上立柱及拱上立柱橫樑→架設上、下層橋面板並現澆濕接頭→附屬部分施工。這裡需說明的是端橫樑與墩的臨時聯結只承受水平力,不承受彎矩;190米跨由於水平推力太大,在系梁施工前端橫樑之間設臨時束;另外無論是85米跨還是190米跨,在整個施工過程中應同步張拉系梁預應力束和吊桿。
建成通車
錢塘江四橋(復興大橋)於2004年10月16日竣工通車。錢塘江是世界聞名的強潮汐河段,江面寬逾千米。這座大橋位於錢江一橋下游4.3公里處,是杭州市第一座跨錢塘江的特大型城市橋樑,上層設雙向6條機動車快速行車道,下層設捷運、公車專用道及行人、非機動車通道和8個觀景平台。總投資7.6億元,主橋長1376米,寬26.4米。錢江四橋在世界橋樑史上的創新意義,主要在於它是大小拱結合的鋼管混凝土系桿拱新型拱橋,多跨連拱,雙層路面,其中兩座為190米跨徑的主拱,9座為85米跨徑的小拱。