1.概况
杨浦大桥位于上海市杨浦区,是市内跨越黄浦江、连接浦西老市区与浦东开发区的重要桥梁,是上海市内环线的重要组成部分。该桥全长8354m,主桥长1172m,跨径组合为40m(过渡孔)+(99m+144m)(边跨)+602m(主跨)+(144m+99m)(边跨)+(44m)(过渡孔),主跨采用602m结合梁斜拉桥,建成时为同类桥型世界之最(图1、图2)。桥下净高50m,桥面总宽30.35m,设计车速60km/h。
图1 杨浦大桥全景
图2 大桥全景
2.主桥结构
主桥为双塔双索面钢-混凝土结合梁斜拉桥(图3),塔墩固结,纵向为悬浮体系,横向设置限位和抗震装置。钢筋混凝土塔柱高200m,塔型呈钻石状,钢管桩基础。钢主梁采用箱形断面,高2.7m,中距25m。工字形钢横梁,间距4.5m。预制钢筋混凝土桥面板,桥面连续体系。(图4)。每座索塔两侧各有32对拉索,全桥共256根。最大索长330m,拉索最大断面由313根直径φ7mm高强钢丝组成。辅助墩、锚墩、边墩均为柱式墩,钢筋混凝土预制桩基础。
图3 总体布置(单位:mm)
图4 主梁典型断面(单位:mm)
(1)桥塔基础
浦东主塔基础,采用φ914mm钢管桩190根,浦西主塔基础,设计采用φ914mm钢管桩183根,桩距2.7~3m,沉桩深度-52m,基坑深度4.3m,四周采用封闭型拉森板桩。承台为宽47.2m,长32.2m,厚5m。
浦东承台采用分层一次浇筑,浦西承台采用外聚内散法,浦东、浦西承台混凝土各为7600 m3,钢筋各为1200t,承台无施工缝。东、西主塔(图5)分塔座、下塔柱、中塔柱、塔柱三角区和塔柱。
图5 主塔立面
塔座是衔接塔柱与承台的关键部位,其形状为规则的锥体,中心处标高+9.00m,顶面与下塔柱轴垂直,倾角11.3°,塔座形体复杂,混凝土2255m3,钢筋217t,一次浇捣。
下塔柱为塔座面至下横梁底,标高+9.00m至+41m。柱截面尺寸12.0~8.0×8.5~4.5×0.8(m),呈空腹切角矩形。下塔柱每只主墩内设劲性骨架309.2t,钢筋132.9t,采用泵送混凝土。
采用斜导架式自升模板新工艺施工,创造1.5m/日上升纪录(图6)。
图6 索塔施工
上塔柱位于主塔标高144.423m到208m处,上塔柱柱体为空腹现浇钢筋混凝土结构,除与塔柱三角区同样有劲性柱外,还有拉索120根及预应力束538根。
(2)钢主梁
图7 大桥钢箱梁标准节段
图8 拉索锚具箱
钢主梁为箱型(图7),横隔梁为工字型,全重13000t,钢梁焊接经X光拍片、超声波探伤、磁粉探伤,合格率均达100%。钢梁主体在地面预组装,通孔率达到100%,钢梁建造周期共13个月,比计划要求提前3个月。
尾段LWB25钢主梁箱,重约80余吨,长10m,高7m,内有6套全焊结构的拉索锚具箱(图8),是国内首次建造技术难度最高的大型钢箱梁。钢箱梁安装(图9)。根据多次测量和考虑斜拉索的分力造成的桥梁“压缩量”,以及包含环境温度造成的收缩量,钢梁进行预拼装。
图9 钢主梁安装
(3)混凝土桥面板
混凝土桥面板均预制,设纵、横向预应力。根据南浦大桥建设中解决混凝土桥面板开裂的经验,采取了横梁反顶、现浇膨胀混凝土等措施。混凝土桥面板的厚有260mm和400mm(图10)。
图10 桥面板安装
在混凝土桥面板的纵横向施加预应力,混凝土桥面板与钢梁的叠合。
(4)拉索
全桥共用拉索256根,其中最大的拉索由301根直径7mm的高强度镀锌钢丝制成,最长拉索为328m,单根重量达33t,全桥拉索总重量3006t(图11)。
图11 大桥斜拉索一瞥
拉索外观为鹅黄色, 为双护层彩色拉索,护套材料内层为黑色高密度聚乙烯,外层为聚氨酯。
拉索在出厂前经过预张拉,其荷载为设计荷载的1.5倍,其预张拉力达钢丝破断强度的65%,最高预张拉荷载达1200t。预张拉后的锚具锚板回缩量不超过5mm,为确保拉索成品质量和性能,还进行了拉索静力和疲劳试验。
3.主要技术特点和创新点
(1)提出新的结构稳定理论,解决了超大跨度桥梁的初始内力对活载的影响问题。
(2)采用钻石型桥塔,提高主梁抗扭自振频率抗风稳定性,抗风能力达80m/s。
(3)横断面设计为双主肋断面,以改善连接板设计,钢板厚度限制在60mm以下。
(4)索锚固在箱梁内,箱梁除承受顺桥向索力外,还须承受横桥向索力。
(5)索与塔采用预应力方式锚固,并做了实物模型试验。
(6)根据景观需要,索套采用鹅黄色,在PE护套外再热挤2mmPV。
杨浦大桥获国家级最佳工程设计特别奖,国家优秀工程设计金质奖,中国建筑工程鲁班奖,詹天佑土木工程大奖(首届)。
4.有关资料
桥 名:上海杨浦大桥
桥 型:双塔双索面结合梁斜拉桥
跨 径:602m
桥 址:上海市
设计单位:上海市政工程设计研究院
施工单位:上海第一建筑有限公司、上海第七建筑有限公司、上海第八建筑有限公司、上海第五建筑有限公司、上海市基础工程公司、上海沪东船厂、上海冠尔达钢结构有限公司、上海浦江缆索有限公司
完成日期:1993年9月