重慶市土木建筑學會

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樁與我國的橋梁建設

發布日期:2015-02-04  瀏覽次數:6488
 橋梁古已有之,民間相傳先民架設樹干以跨越溝壑溪谷,即是現代橋梁體系中梁橋的原始雛形。且此“創舉”流傳至今,當人們在偏僻山區遇到難以跨越的溝渠而卻步時,常會想到在近旁找一些可以搭“橋”鋪路的材料而不致于折返或繞行。

我國由國人自己設計施工的第一座現代公路鐵路兩用橋梁是1934年11月11日開工、1937年9月建成的杭州錢塘江大橋,采用了1440根、長30m的木樁。其史實參見本書第一章第二節。2006年5月25日,錢塘江大橋經國務院批準列入第六批全國重點文物保護單位名單。

如今,杭州錢塘江上已架起了10座大橋,錢塘江大橋改稱錢江一橋,參見圖2-26。錢塘江以南地區已成為杭州市的高新技術開發區。杭州已由“西湖時代”進入“錢塘江時代”。

圖2-26  錢塘江上的10座大橋和兩條越江隧道

圖2-26  錢塘江上的10座大橋和兩條越江隧道

中華人民共和國成立后興建的第一座大橋是1955年9月開工、1957年10月建成的武漢長江大橋,全長1670m,是我國歷史上第一座橫跨長江的公路鐵路兩用橋梁,它被稱為“萬里長江第一橋”。毛澤東主席曾為此橋題寫“一橋飛架南北,天塹變通途”的碑文。它首次采用管柱基礎。2013年5月3日,武漢長江大橋入選我國第七批全國重點文物保護單位名單。

圖2-27 武漢長江大橋

圖2-27 武漢長江大橋

經過60余年尤其是自1990年代開始的橋梁建設的黃金時期以來,我國的江河百川乃至海灣外海,已布滿了數以百萬座計的各類橋梁。長虹臥波,千姿百態,異彩紛呈。我國已被公認為世界頭號造橋大國。對此,本文自難以盡述,擬酌舉若干具有代表性的橋梁作扼要介紹,并在本節之末以表列出88座橋梁的概況以供參考。

資料顯示,長江及其正源流上的大橋已達百余座。如把金沙江和岷江至四川宜賓匯合后形成的滔滔東流的大江正式稱為長江,則自宜賓至上海的長江上共有大橋81座,分布在四川、重慶、湖北、江西、安徽、江蘇、上海等七省市境內。

江蘇蘇通長江公路大橋分南、北接線和主橋三大塊,南接線長9.1km,北接線長15.1km,主橋全長2088m,主跨斜拉橋長1088m;是世界最長的斜拉橋,榮獲美國國際橋梁協會George Richardson獎。該橋索塔高300.4m,為世界第一高橋塔。橋塔、橋墩基礎采用了φ(2.5~2.8)m×(101~119)m長的鉆孔灌注樁。見圖2~28。

圖2-28 蘇通長江公路大橋

圖2-28 蘇通長江公路大橋

江蘇鎮江至揚州的潤揚長江大橋,全長35.66km,其南汊為懸索橋,跨徑1490m,北汊為斜拉橋,南北塔基均采用φ2.8m鉆孔灌注樁,南北錨碇分別采用凍融排樁法和地連墻施工。見圖2~29。

圖2-29  江蘇潤揚長江大橋

圖2-29  江蘇潤揚長江大橋

南京大勝關鐵路橋,全長14.78km,是我國第一座高速鐵路過江橋,也是世界最大可同時行車3種速度的大橋,即京滬高鐵雙線(300km/h),滬漢蓉普鐵雙線(200km/h)及南京城市地鐵雙線(80km/h),采用φ2.8m×112m(長)鉆孔灌注樁,支承于泥巖土。見圖2~30。

圖2-30   南京大勝關鐵路橋

圖2-30   南京大勝關鐵路橋

重慶朝天門長江大橋(圖2-31),全長1741m,其中主橋長932m,為190m+552m+190m的中承式連續鋼桁系桿拱橋,主跨552m,是世界第一拱橋,有兩層橋面,上層為雙向6車道和兩側人行道,下層為雙向城市輕軌車道。灌注群樁基礎加承臺,每個承臺基基樁為3排12根樁徑為2.5m的群樁。

圖2-31   重慶朝天門長江大橋

圖2-31   重慶朝天門長江大橋

上海長江大橋(見圖2-32),它與上海長江隧道共同組成上海隧橋,全長16.63km,其中道路6.66km,橋梁9.97km,橋面外側預留軌道交通線路,是世界上最大公軌合建斜拉橋。樁端后壓漿超長大直徑鉆孔灌注樁加承臺,直徑2.5m~3.2m,樁長110m左右。

圖2-32  上海長江大橋

圖2-32  上海長江大橋

在上海黃浦江上,自1971年松浦大橋建成改寫了黃浦江上無大橋的歷史之后,從1991年開始以平均每二年建成一座大橋的驚人速度相繼建成了南浦大橋、楊浦大橋、奉浦大橋、徐浦大橋、盧浦大橋和松浦二橋。這些大橋分別采用了不同類型的樁基礎。

上海楊浦大橋見圖2-33,它是上海市區內跨越黃浦江連接浦西老區與浦東開發區的重要通道,全長8354m,主橋長1178m,為雙塔空間雙索面組合梁斜拉橋。主塔基礎采用鋼管樁,輔助墩等采用鋼筋混凝土預制樁基礎。

圖2-33 上海楊浦大橋

圖2-33 上海楊浦大橋

上海盧浦大橋見圖2-34,位于上海市南部,是中承式系桿拱橋,跨度組合為100m+500m+100m,主跨采用Φ900mm鋼管樁,并用Φ700mm水泥土攪拌樁加固地基。

圖2-34 上海盧浦大橋

圖2-34 上海盧浦大橋

資料顯示,黃河自其上游蘭州、包頭、銀川,至中游三門峽、小浪底、洛陽、鄭州、開封,而至下游濱州、新州,已建有30余座大橋特大橋。

鄭州黃河公路大橋全長5549.86米,為28×20m+62×50m+47×40m的預應力混凝土簡支梁橋,墩基均采用兩根Φ2.2m、深65m的鉆孔灌注柱。

圖2-35 鄭州黃河公路大橋

圖2-35 鄭州黃河公路大橋

晉陜黃河特大橋是大西客運專線“三隧一橋”重點控制工程之一,全長9969米,自西向東跨越黃河,連接山西、陜西兩省,是目前我國高速鐵路跨越黃河最長的橋梁,堪稱“高鐵黃河第一橋”。見圖2-36。

圖2-36  晉陜黃河特大橋

圖2-36  晉陜黃河特大橋

浙江杭州灣跨海大橋,全長36km,其總平面呈S形,是世界最長跨海大橋,630座橋墩采用了3550根鉆孔灌注樁和5474根鋼管樁,樁長71-89m。參見圖2-37,該圖右下角為建于大橋旁、支承于樁基礎、面積達1萬m2的觀景平臺,也可作為船只?奎c和加油站。

圖2-37 杭州灣跨海大橋

圖2-37 杭州灣跨海大橋

浙江嘉(興)紹(興)跨海大橋(見圖2-38),是杭州灣上第二座大橋,全長10.1km;主橋長2680m,采用Φ3.8m×110m(長)的特大直徑鉆孔灌注樁,單樁混凝土灌注量達1300m3,施工用的鋼管護筒重達40t。它是目前世界上最寬最長的多塔斜拉橋,主橋總寬達55.6m,設雙向8車道。由連續的6塔獨柱與跨斜拉橋組成。大橋橋墩全部采用獨立單樁設計。

圖2-38  嘉紹跨海大橋

圖2-38  嘉紹跨海大橋

浙江臺州椒江二橋見圖2-39,全長8.09km,其中主橋長3702米。主跨為480m鉆石型雙塔雙索面斜拉橋。采用Φ2.5m×139m(長)的鉆孔灌注樁進入凝灰巖深度>3.5m,是我國迄今最長的鉆孔灌注樁。

圖2-39 浙江臺州椒江二橋

圖2-39 浙江臺州椒江二橋

山東膠州灣海灣大橋見圖2-40,也稱青島海灣大橋,跨膠州灣海域而建,將青島市與近海島嶼黃島相連接,是我國首座海上橋梁集群工程,全長36.48km,開創了又一世界記錄。它采用了大直徑鉆孔灌注樁基礎。

圖2-40 膠州灣海灣大橋

圖2-40 膠州灣海灣大橋

我國首座外海大橋,自上海南匯蘆潮港至寧波大小洋山匯的東海大橋,全長32.5km,對塔墩和輔助墩采用Φ2.5m長110m或長85m嵌巖鉆孔灌注樁以及Φ1.5m長60m的鋼管樁基礎;其邊墩采用Φ1.5m長85m鋼管樁基礎。并大規模成功應用了海上砂樁技術。東海大橋東側1km以外海域的海上風力發電站規模為亞洲最大,共布置34臺單機3MW的風力發電機,采用樁基支承。見圖2-41。

圖2-41 東海大橋及風力發電站

圖2-41 東海大橋及風力發電站

在十二五規劃中列為“舟山群島新經濟區”的連島大橋,全長50km,海域含西堠門大橋等5座大橋,構建了我國規模最大的橋路連接工程,全部采用大直徑鉆孔灌注樁。西堠門大橋主跨1650m,是世界第二、我國第一長懸索橋。參見圖2-42(a)、(b)和(c)。

圖片未命名

舟山擁有舉世罕見的深水海岸線,適宜開發建港深水岸段54處,總長279.4km,可通航15萬噸級航道13條。群島環抱,水深浪小,是我國建設大型現代化深水港的理想港址。舟山地處我國東部黃金海岸線與長江黃金水道交匯處,背靠長三角經濟腹地,是我國東部沿海和長江流域走向世界的重要海上門戶。與韓國釜山、日本長崎、臺灣地區高雄和香港特區等一線港口構成近500海里等距離扇形海運網絡,參見圖2-42(d)。

圖2-42(d) 舟山群島——我國東部走向世界的重要海上門戶

圖2-42(d) 舟山群島——我國東部走向世界的重要海上門戶

舉世矚目的港珠澳大橋其地理位置及全線的組成與走向見圖2-43;大橋總體俯視呈“Y”形。

圖2-43 港珠澳大橋地理位置圖

圖2-43 港珠澳大橋地理位置圖

港珠澳大橋是一座跨越珠江口伶仃洋海域的大型跨海通道工程,線路總長55km,主體工程全長29.6km,采用橋、島、隧組合方式建造。其中海中橋梁(參見圖2-44),總長22.9km,包括3座通航孔橋梁及20.9km非通航孔橋梁。深水區非通航孔橋位于潮流主航道,采用110m跨整幅鋼箱連續梁橋+整幅墩身方案,為減小橋梁的阻水率,增強樁基的抗震性能和延性,基礎均采用了埋置式承臺與鋼管復合樁基礎方案。鋼管復合樁基礎是近年來從蘇通大橋等等相關工程的實踐經驗中優化提升形成的一種樁基技術,詳見本書第十七章第一節。

圖2-44 港珠澳大橋海中橋梁局部效果圖

圖2-44 港珠澳大橋海中橋梁局部效果圖

資料表明,至2010年底,我國已建及在建橋梁,如按橋梁主跨跨徑統計,主跨100m以上的橋梁有68座;主跨800m以上的橋梁有16座;主跨1000m以上的橋梁有13座。如按橋梁結構體系統計,我國已建的梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋的最大跨徑分別達到了330m(重慶石板坡長江大橋復線橋,為世界第一)、552m(重慶朝天門長江大橋,為世界第一)、1088m(蘇通長江公路大橋,為世界第一)和1650m(舟山西堠門大橋,為世界第二)。

毋庸贅述,橋梁的跨徑越大,其所傳遞至墩臺的荷載越大,則對基礎結構的性能要求越高。我國大量工程實踐表明,樁基礎無一例外均能滿足嚴苛的要求。

我國橋梁建設的輝煌成就促進了經濟建設的高速發展,橋梁甚至已成為從海上走向世界的重要門戶,F從中華人民共和國成立以來興建的大量各類橋梁中酌選89座橋梁,將其主要性狀及基礎結構形式列于表2-1,從中可以看到絕大多數橋梁都采用了樁基礎,有極個別采用了“管柱基礎”,而“管柱基礎”是在沉井中融入樁的理念的一種基礎形式,二者協同工作,不言自明,樁在我國的橋梁建設中發揮了重要作用。

我國89座橋梁概況(1949~2015)               表2-1

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

我國89座橋梁概況(1949~2015)

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關鍵詞: 橋梁 建設
 
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