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邳州京杭运河大桥
邳州京杭运河大桥
1、 概况
邳州京杭运河大桥是连云港～徐州高速公路跨越邳州京杭运河上的一座大桥，位于江苏省邳州市南侧，主桥跨越河槽航道，引桥跨越两岸大堤内河滩，徐州侧引桥还跨过彭河，桥梁全长2577m，其中引桥长2227m。
主桥桥位处河槽宽约240m，按水利部门规划，将向西拓宽100m，正常水深6.5m，随着南水北调工程实施，水深有所增加。设计流速2.10 m/s，设计流量5760 m
3/s，主槽最大冲刷深度2.14m，覆盖层约70m，基岩为砂砾岩。桥位地区属暧温带半湿润季风气候区，具有大陆性气候特征，多年平均温度15℃。年平均风速2.8m/s，最大风速为23.4m/s。
主要技术指标
（1）六车道高速公路特大桥
（2）计算行车速度：120km/h
（3）桥梁宽度：（不含吊索锚固区宽度及检修道宽度）28m
（4）荷载标准
车辆荷载：汽车—超20级，挂车—120
地震基本烈度 ：8度
（5）通航净空：65×7m。
2 主桥结构
京杭运河大桥主桥长350m，主桥跨径组合为57.5＋235＋57.5m=350m，结构体系采用三跨自平衡中承钢管混凝土“提篮”式系杆拱桥。主拱肋为钢管混凝土平行四边形格构柱，断面高3.7m，边拱肋为平形四边形钢箱内填混凝土，
高2.5m。横梁为预应力钢箱，桥面板为预制钢筋混凝土п形板，桥面全宽33m（含检修道）。主桥吊索按平行布置，共设39对吊索，标准索距5m；边跨立柱为钢管混凝土，柱顶设竖向和侧向支座；左右拱座及承台之间以预应力系梁相连；基础为每个承台下9根直径2.0m钻孔桩；桥面铺装采用9cm厚纤维沥青混凝土。
（1） 主拱肋及横撑
主拱肋为4-φ850mm钢管混凝土平行四边形格构柱，钢管壁厚14mm，采用Q345－D钢，管内灌注C50微膨胀混凝土，用量为1819m
3；主拱肋间共设9道横撑，其中两边为K 型横撑，每道横撑为空钢管构成的桁式梁。横撑钢管中心距为3m×2.85m，四角钢管直径为φ55cm，腹杆钢管直径为φ35cm，壁厚均为10mm。主拱肋采用现场拼装及竖向转体施工，每片拱肋分七段预制，每段长度约为39米，重约55 吨，主拱用钢1327t。每段拱肋拼装完成后，及时安装相应横撑。空管吊装合龙后，精确测定各控制点标高，使其与设计值相符，竖向转 体后按合龙温度精确测量拱轴线并合拢，完成两铰拱至无铰拱的过渡。主拱肋竖向转体施工，解决了空间拱肋现场吊装对接困难及高空焊接量大等问题。
（2）主拱肋转铰
主拱转动铰采用φ402×2500mm的铸钢轴，它与拱肋弦管通过钢板焊接相连，侧向采用限位支座限制拱肋向两侧变位。转体到位完成拱轴线调整后，焊接拱脚段拱肋弦管，封固拱脚。转轴槽口与拱座预埋件焊接相连，同时与主弦管连为一体。
（3）系杆
系杆采用热挤PE平行钢绞线拉索，以适应平面内的弯曲变化。其锚固顺序与拱肋吊装施工加载顺序相对应，系杆拉索需按编号进行张拉锚固。成桥后，系杆连同其保护箱一同隐藏于桥面板的实心板之内，成为永久保护。全桥系杆拉索共由32孔25φ15.24mm的预应力钢绞线组成，全桥总重为310t。系杆锚具均采用OVMXG15— 25型锚具。
（4）横梁
根据受力、施工等综合因素选择采用预应力混凝土横梁及钢横梁，钢横梁有强度高重量轻吊装方便等优点，但与桥面铺装不易粘结，京杭运河大桥吊杆及立柱处横梁，为预制钢箱梁，其外形尺寸为1000mm×1500cm，腹板厚为16mm，顶板上焊有剪力钉，使钢横梁与混凝土桥面板固接，顶、底板厚度分别均为30mm，隔板厚度为10mm，全桥横梁钢板用量2067t，横梁内底板设置预应力筋。
（5）吊杆
吊杆用PE护套镀锌高强平行钢丝束，工厂化制作。吊杆锚具采用冷铸锚，在吊杆材料选用上平行钢丝束的塑性变形要比扭绞型钢绞线小，同时扭绞型钢绞线相应配套锚具为夹片锚，这类锚具在吊杆这种低应力杆件上采用，容易产生滑丝现象，特别在营运中，吊杆不断受活载冲击，如对夹片没有可靠制约措施，吊杆将会有很大的安全隐患。京杭运河桥吊杆采用PE护套镀锌高强平行钢丝束，锚具采用OVMDS（K）可调试冷铸镦头锚，分别将平行钢丝束锚固于主拱肋的上缀板及横梁的下缘，并以横梁的下端作为标高调整端。吊杆直径为90mm，其面积为32.00cm
2，由163根直径为5mm镀锌平行钢丝组成，平行钢丝总量160t。
（6）桥面系
车行道板为预制钢筋混凝土п形板，全桥共有4种类型的п形板和5种类型的空心板。采用制吊装并与钢箱横梁固结，混凝土用量为3081m
3。
（7）下部构造
每个拱座设置左、右两个承台，承台厚度为4m，平面尺寸为13.7m×13.7m。承台顶面设四棱台拱座，高度为5.5m。左右两个承台由断面为3m ×4.5m的箱型空心系梁相连，箱型断面腹板厚度为50cm，顶底板厚度为60cm。为了克服拱脚产生的横向推力，采用横梁内设置预应力钢束，并且锚于拱座及承台外侧面。基础采用群桩，每个承台底由9根φ200cm的钻孔灌注桩组成。
（8）主拱肋竖转施工
主拱肋竖转施工采用先进的液压同步提升系统，首先，在支架上用浮吊在水中拼装主拱肋及横撑，用吊机拼装岸上拱肋，两侧拱肋先后采用液压同步提升法进行竖向转体提升，同时分阶段进行拱肋线形监测，根据线形及拱肋应力监测情况在合适的温度下进行临时合龙，通过合龙段的花篮螺杆进行拱肋轴线和内力微调，然后进行合龙段焊接合龙。合龙后逐渐释放扣索，使主拱成两铰拱状态，再进行拱脚的焊接封固成无铰拱。然后进行主弦管混凝土的灌注和系杆张 拉等工序。从转体施工的拱轴线控制到管内混凝土压注，而后横梁及桥面板吊装到桥面铺装，对拱肋线形及桥面标高进行全程控制，拱肋轴线及钢管与混凝土应力均满足设计要求，并与设计计算值良好吻合。
3 主要技术特点和创新点
（1）京杭运河大桥成功地解决了在软土地区采用中承大跨度提篮式钢管混凝土拱桥的钢拱肋制造、运输和安装、施工过程中运河的通航、空间拱肋的拼装、主拱肋的转体施工及控制、微膨胀钢管拱肋混凝土施工、空间吊索的横梁吊装、超长系杆索的吊装及张拉及施工控制等关键技术，使我国大跨度中承钢管混凝土提篮拱桥的设计和施工技术再上一个新的台阶。
（2）空间曲线拱肋的支架拼装及转体施工中采用万能杆件拼装转体塔架，以便塔架搭设及施工完成后的拆除，扣索转向索鞍采用钢轴辊轮，侧向设四氟滑板以减小扣索与索鞍间的摩阻力，大大提高液压提升的千斤顶张拉效率。
（3）实时控制网络技术应用于液压同步提升系统来实现桥梁的竖转施工，大大提高了系统的可靠性和实时性，使系统向网络化、集成化、智能化发展，实现了液压同步提升系统的远程控制，减少了高空作业，最大限度地缩短了施工周期，降低了施工成本，提高了施工的安全性，为桥梁竖转施工提供了有力的技术支持，推动桥梁转体施工的技术进步。
（4）高流动微膨胀钢管混凝土的成功试验，为钢管混凝土的压送及密实提供了可靠保证，为钢管混凝土的施工积累了丰富的试验资料，为钢管混凝土施工成功实施积累了经验。
（5）采用超声波检测钢管内混凝土的密实度，通过波形、波速定量判断钢管内混凝土的质量，并在判读首波后利用声时计算混凝土与钢管壁脱开缝隙的宽度，确保检验的科学性和精确度。
京杭运河大桥在设计及施工技术方面均有实质性的技术创新和突破，实现了桥梁技术的跨越发展，促进行业科技进步，达到同类技术的国内先进水平。连～徐高速公路先后曾获得詹天佑土木工程大奖和全国优秀工程设计银奖，竖转施工技术先后曾获得中国公路学会科学技术进步二等奖及广东省中山市科学技术一等奖。
4 有关资料
桥 名：连～徐高速公路邳州京杭运河大桥
桥 型：中承自平衡钢管混凝土“提篮”式拱桥
跨 径：235m
桥 址：江苏省邳州市
建设单位：江苏省高速公路建设指挥部 (Expresway Construction Branch of Jiangsu )
设计单位：中交第一公路勘察设计研究院 （The First Highway Survey and Design Institute of China）
施工单位：路桥华南工程有限公司 (Huanan Road-Bridge Engneering Std.)
混凝土用量：27500m
3
钢材用量：6290t
造 价：7800万元
建成日期：2002.10。
相关技术论文：
邳州京杭运河提篮式钢管混凝土系杆拱桥的设计作者 梁智涛
