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湛江海灣大橋于 2009年11月25日發(fā)布

湛江海灣大橋

1.概況

湛江海灣大橋位于粵西的湛江地區(qū)，于湛江市平樂渡口上游1.3km處跨越麻斜海灣，湛江海灣大橋橋梁全長3981.17m，由東至西分為五分部，即：東岸引橋，水中東引橋、主橋斜拉橋、水中西引橋、海濱立交橋。

橋位所處的麻斜海灣水面寬約2.5km，最大水深25m；橋位區(qū)屬不規(guī)則半日潮型，夏季受臺(tái)風(fēng)影響較大，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.1℃，年均降雨量1534.6mm。橋址區(qū)為第四系地層所覆蓋，基巖埋深達(dá)250m。

湛江海灣大橋?yàn)殡p向四車道一級(jí)公路兼顧城市快速道路特大橋，設(shè)計(jì)速度80km/h；橋位處10m高百年一遇10min平均最大風(fēng)速45.1m/s；地震基本烈度7度，按8度設(shè)防；通航船舶等級(jí)5萬噸級(jí)散貨海輪，通航凈高48m，凈寬不小于400m。

2、主橋結(jié)構(gòu)

主橋斜拉橋全長840m，為雙塔雙索面混合梁斜拉橋，跨度組成為60+120+480+120+60m。其中中間120+480+120m為單箱單室鋼箱梁，兩邊60m為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單箱三室結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)外形與鋼箱梁保持一致。

主橋橋型布置圖

(1) 索塔基礎(chǔ)

兩主塔墩樁基均由31根φ2.9m～φ2.5m變截面鉆孔灌注樁組成，分別長達(dá)104m和106m，堪稱“廣東第一長樁”。橋址區(qū)為第四系地層所覆蓋，基巖埋深達(dá)250m。該土層土質(zhì)純，呈硬塑堅(jiān)硬塑狀，極易糊鉆。公司通過組織技術(shù)攻關(guān)，探索了一套在下更新統(tǒng)湛江組硬塑性粘土層進(jìn)行樁基施工的完整工藝，獲得了顯著的效果，樁基檢測合格率100％，A類樁占80％以上。

主墩承臺(tái)平面尺寸為48.4×30.3×6.5m，平面面積約為1240m²，混凝土達(dá)8945m³。承臺(tái)采用薄壁有底鋼套箱施工。

主墩承臺(tái)處于5萬噸級(jí)主航道旁的深水區(qū)，承臺(tái)四周設(shè)置柔性吸能防船撞裝置。同時(shí)，為了加強(qiáng)橋梁自身的抗船撞擊能力，樁身埋入承臺(tái)0.6m，樁身頂部沿著鋼護(hù)筒外周均勻焊接56根φ32錨固鋼筋伸入承臺(tái)內(nèi)，且護(hù)筒頂部切割成條狀亦伸入承臺(tái)內(nèi)。

主墩樁基布置圖

主墩鋼套箱施工

國際首創(chuàng)的主墩柔性消能防撞設(shè)施

（2）、索塔

主塔為大半徑曲線火炬狀鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單箱單室截面，主塔塔高155.11m。整個(gè)主塔由下塔柱、橫梁、中塔柱、錨固區(qū)及塔尖等部分組成。橋面以上高跨比為0.224。下塔柱采用門式支架輔助爬架翻模施工；橫梁采用落地支架施工；中上塔柱采用液壓自爬模施工。

索塔示意圖

主塔中塔柱液壓自爬模施工

（3）主梁

中間120+480+120m單箱單室鋼箱梁，鋼箱梁的兩端分別與伸過邊墩1.8m的混凝土箱梁通過結(jié)合段連接。鋼箱梁頂面寬28.5m，設(shè)2％的橫坡，底部為半徑72.5m的圓弧，兩側(cè)配有風(fēng)嘴，橋梁中線處梁高3.0m，呈流線型閉合式橫截面，能減小該地區(qū)強(qiáng)大的風(fēng)荷載阻力。

鋼箱梁截面

主橋圓弧型的鋼箱梁

主橋兩側(cè)邊跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單箱三室結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)外形與鋼箱梁保持一致，橋面寬28.5m，梁高3m。在混凝土梁和鋼箱梁結(jié)合段，配有連接用的直徑32mm預(yù)應(yīng)力粗鋼筋。結(jié)合段的鋼箱梁套在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁之外，并且全斷面與之結(jié)合使其成為一體。箱梁的上、下翼緣板通過抗剪焊釘與混凝土梁體牢固結(jié)合，并利用混凝土箱梁內(nèi)的縱向預(yù)應(yīng)力束加以錨固，形成彎矩的傳遞。通過端承壓板緊貼在混凝土橫梁的側(cè)面上，傳遞軸向力。梁中的剪力則通過端面焊釘?shù)玫絺鬟f。二兩種梁體在剛度上的突變，則有在鋼箱梁上、下翼緣板的U型加勁肋上加焊T型肋并逐漸變高而得到緩解。

邊跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)圖

（4）、斜拉索

采用平行鋼絲成品斜拉索，兩索面在橋面的橫向間距為27.7m，斜拉索在縱橋向鋼箱梁上索距為16m，在邊跨混凝土梁段上索距為8m。全橋共有斜拉索112根。斜拉索在鋼箱梁上的錨固采用了錨拉板結(jié)構(gòu)形式。錨拉板焊接于主梁外腹板之上的箱梁頂面，分上、中、下三部分。錨管嵌于錨拉板上部的中間，兩側(cè)用焊縫互相連接，下部直接焊在橋面板上，中部除了要開孔安裝錨具外，尚需連接上下兩部分。這種錨固方式傳力途徑明確，構(gòu)造簡單，工地施工作業(yè)方便。

國內(nèi)首創(chuàng)的鋼箱梁錨拉板錨固技術(shù)

（5）主梁架設(shè)和施工控制

鋼箱梁是在工廠整個(gè)節(jié)段焊接組拼好后水運(yùn)至湛江海灣大橋施工現(xiàn)場，主塔下及與混凝土結(jié)合段采用臨時(shí)支架、1000t大型浮吊安裝來架設(shè)，然后從橋塔兩側(cè)出發(fā)，采用320t步履式架梁機(jī)吊裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼箱梁，進(jìn)行雙側(cè)伸臂施工，同時(shí)安裝斜拉索,待邊跨合攏后，再單獨(dú)向中跨側(cè)伸臂架設(shè)，同時(shí)安裝斜拉索，直到中跨合攏。整體鋼箱梁總長716米，梁段之間采用焊接以及高強(qiáng)螺栓方法進(jìn)行連接。節(jié)段之間的連接為了安裝方便和定位準(zhǔn)確，內(nèi)縱腹板及橋面板的U型肋拼接是靠高強(qiáng)度螺栓連接，其余均為工地焊接。待工地焊接完成后，終擰高強(qiáng)度螺栓。

湛江海灣大橋主橋邊跨60m預(yù)應(yīng)力砼箱梁，砼總用量為1776.5方，總重達(dá)4440噸。箱梁所處位置日常水深為17m，高潮位水深達(dá)20m，而箱梁處于水面以上50m處高空。采用框架體系支架施工。

主塔下鋼箱梁吊裝

結(jié)合段鋼箱梁吊裝鋼箱梁吊裝

邊跨60m混凝土箱梁支架施工

4、主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）火炬型曲線橋塔屬國內(nèi)首創(chuàng)。大橋設(shè)計(jì)師運(yùn)用線形變換手段，將橋面以上原A字型直線塔柱轉(zhuǎn)化為曲線形造型，并向上凝聚，使整個(gè)主塔具有火炬狀升騰氣勢，達(dá)到結(jié)構(gòu)與建筑藝術(shù)的和諧統(tǒng)一。曲線形火炬狀橋塔造型突破了當(dāng)時(shí)國內(nèi)斜拉橋主塔的現(xiàn)有模式，氣勢磅礴，造型新穎美觀，使城市人文景觀與自然景觀相融合。本橋塔型為以后多座斜拉橋所借鑒。

（2）該橋中的圓弧流線型空腹鋼箱梁屬國內(nèi)首創(chuàng)；

本橋在國內(nèi)首次提出并采用流線型空腹鋼箱梁結(jié)構(gòu)型式，主要特點(diǎn)：第一，抗風(fēng)性能優(yōu)越，在成橋狀態(tài)顫振臨界風(fēng)速高達(dá)150m/s以上, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主梁顫振臨界檢驗(yàn)風(fēng)速；第二，增大箱內(nèi)透空率，改善箱內(nèi)作業(yè)環(huán)境，有利于制造與后期維護(hù)，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念；第三，使全橋正交異性鋼橋面板的變形性能基本協(xié)調(diào)一致，延長橋面鋪裝使用壽命；第四，經(jīng)濟(jì)性好，鋼材用量指標(biāo)僅為450kg/m²，利于建立“節(jié)約型”社會(huì)。

（3）主橋鋼箱梁的簡潔的錨拉板技術(shù)，構(gòu)造簡潔，安裝維護(hù)方便，屬全國首創(chuàng)。該方案是將錨拉板結(jié)構(gòu)直接焊接在鋼箱梁頂面，結(jié)構(gòu)簡潔、制造方便、易于檢查與維護(hù)。通過科研與試驗(yàn)研究，成功地解決了錨拉板與箱梁頂板連接、錨拉板與錨拉筒連接、錨拉板面外受力、錨拉板疲勞等方面的技術(shù)問題，該結(jié)構(gòu)形式是在鋼箱梁斜拉橋上首次使用，具有一定推廣價(jià)值。

（4）通過采用“湛江海灣大橋硬塑性粘土層海中深水樁基成孔施工工藝”解決了湛江海灣大橋樁基在下更新統(tǒng)湛江組硬塑性粘土層進(jìn)行樁基施工的難題，加快了施工速度，獲得了較高的施工質(zhì)量。其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：

①利用現(xiàn)有的振動(dòng)錘進(jìn)行技術(shù)參數(shù)調(diào)整后把大直徑樁基鋼護(hù)筒施打入硬塑性粘土層中；

②通過改進(jìn)鉆頭的刮刀角度和鉆齒材料，采用兩級(jí)刀尖后提高了鉆進(jìn)速度和減少鉆頭的磨損；

③通過先進(jìn)的綜合泥漿循環(huán)系統(tǒng)，調(diào)整鉆頭吸漿口的位置和角度,及時(shí)排出鉆渣，加速泥漿沉淀，降低泥漿濃度，加快鉆進(jìn)速度；

④采用低固相泥漿技術(shù)，減弱粘土的粘滯力，避免糊鉆；

（5）通過采用“CDMss50/1200移動(dòng)模架技術(shù)”使湛江海灣大橋水中薄壁高墩引橋50米跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工程施工進(jìn)度快，質(zhì)量高、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：

①先進(jìn)的不同墩身厚度的空腹薄壁高墩上的支撐技術(shù)。整機(jī)荷載和施工工作荷載通過附剛性牛腿墩旁托架、墩身預(yù)留孔傳遞到墩身上，與已知以往采用過的支承方式相比，方案簡單、經(jīng)濟(jì)合理；

②先進(jìn)的后支點(diǎn)懸掛的動(dòng)態(tài)控制技術(shù)。后支點(diǎn)懸掛采用動(dòng)態(tài)控制，在滿足設(shè)計(jì)梁端荷載限制的同時(shí)，避免出現(xiàn)新舊混凝土錯(cuò)臺(tái)和漏漿現(xiàn)象；

③先進(jìn)的前端吊機(jī)自行安裝托架技術(shù)。導(dǎo)梁前端設(shè)置可前后移動(dòng)、靈活開合、大噸位的前端吊機(jī)，解決墩旁托架在前端高墩上先行安裝困難的問題；

④剪力鍵在連接部位的應(yīng)用技術(shù)。在主梁和前后導(dǎo)梁連接處，采用連接銷和剪力鍵同軸的設(shè)計(jì)，適應(yīng)過孔過程中的橋梁曲線及坡度要求；

⑤可循環(huán)使用的模塊式模床設(shè)計(jì)。外模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可循環(huán)利用的模塊式系統(tǒng)，通過各類撐桿支撐在鋼箱梁和橫梁上，整個(gè)外模系統(tǒng)可以重復(fù)使用。

（6）鋼箱梁橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝，完成后的環(huán)氧鋪裝表面平整、密實(shí)，無泛油、松散、裂紋、粗細(xì)料集中等現(xiàn)象；無明顯碾壓輪跡，接縫密實(shí)、平順；各項(xiàng)指標(biāo)均符合有關(guān)技術(shù)文件要求?？傮w施工質(zhì)量優(yōu)良，得到了專家們的一致好評(píng)。

（7）國際首創(chuàng)柔性消能防撞設(shè)施

該橋主墩位于5萬噸級(jí)航道的深水區(qū)，防撞設(shè)施設(shè)計(jì)難度非常大。對(duì)于本橋的情況若按照過去的方法，將花費(fèi)大量的資金建造犧牲式的防撞結(jié)構(gòu)，而且在撞擊情況下?lián)p壞嚴(yán)重。省交通廳于2002年將課題立為重大科技項(xiàng)目，經(jīng)過近5年的研究，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了退縮式的柔性消能防撞設(shè)施。該設(shè)施主要由外浮箱、內(nèi)浮箱、以及內(nèi)外浮箱之間的鋼絲繩防撞圈組成。該設(shè)施通過退縮、轉(zhuǎn)向的方式不僅可以削弱船舶撞擊的能量，保護(hù)橋墩，而且對(duì)船舶和防撞設(shè)施本身都可起到保護(hù)作用。在研究中首次提出并應(yīng)用了“小撞不壞、中撞可修、大撞不倒”的三級(jí)防撞新理論。

（8）橋梁“全壽命”健康監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與主體工程同步設(shè)計(jì)、同步安裝，避免了過去許多橋梁建成后再安裝監(jiān)測系統(tǒng)的許多缺陷。該系統(tǒng)規(guī)模簡練，所采用的拉索EM（磁通量）傳感器和系統(tǒng)自我防護(hù)措施等技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

（9）斜拉索減振技術(shù)

斜拉索采用平行鍍鋅鋼絲索，為了削弱風(fēng)雨耦合振動(dòng)，在拉索外套表面設(shè)置了螺旋紋路，這是該技術(shù)在廣東省的第一次應(yīng)用。還安裝了技術(shù)先進(jìn)的體外減振器，具有很好的抗風(fēng)減振效果，大大提高了拉索的使用壽命。

（10）橋梁抗震支座

在主塔與鋼箱梁之間安裝了國際先進(jìn)的進(jìn)口抗震支座，該支座在大地震發(fā)生時(shí)可將鋼箱梁與主塔的連接由半漂浮轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄟB接，共同承擔(dān)地震力，提高抗震安全性。這是該技術(shù)在廣東的第一次應(yīng)用。

（11）全面的防護(hù)措施，防止海水強(qiáng)腐蝕。

大橋地處國內(nèi)鹽度最高的海域，這種高氯離子含量的海水對(duì)橋梁鋼筋腐蝕性極強(qiáng)。大橋水中的橋墩樁基采用永久鋼護(hù)筒防腐以隔絕海水侵蝕混凝土；對(duì)承臺(tái)和浪濺區(qū)墩柱采用環(huán)氧涂層鋼筋防腐；在鋼箱梁采用噴鋁防腐；對(duì)浪濺區(qū)混凝土采用防腐涂裝等措施。這些全面的防護(hù)措施將使大橋今后以較小的維護(hù)工作量，真正實(shí)現(xiàn)100年的健康使用壽命。

5、有關(guān)資料

設(shè)計(jì)單位：中鐵大橋勘測設(shè)計(jì)院有限公司（主橋及水中引橋）

廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院（岸上引橋及連接線公路）

主要施工單位：廣東長大公路工程有限公司（主體工程）

中鐵山橋集團(tuán)有限公司（鋼箱梁）

上海浦江纜索股份有限公司（斜拉索）

材料用量（僅包括東西引橋及主橋）：混凝土用量：177251.6m³

鋼材用量：9222896.3t

造價(jià)：13億元（不含連接線公路）

建成日期：2006年12月30日

6、有關(guān)照片