¿Introducción al segundo puente sobre el río Yangtze en Wanzhou, Chongqing?
Proceso de construcción
El Segundo Puente sobre el Río Yangtze de Wanzhou está situado aguas abajo de la principal zona urbana de Wanzhou. Todo el puente tiene 1.148,86 metros de largo y 20,5 metros de ancho. Se trata de un puente colgante con una luz de torre principal de 1 vano, 580 metros, y cuatro carriles en ambos sentidos.
El segundo puente sobre el río Yangtze de Wanzhou es un puente colgante de gran luz con gran escala, altos requisitos técnicos y muchas limitaciones. Su diseño tiene características técnicas evidentes, con una inversión total de 254,87 millones de yuanes.
El proyecto se inició en el año 2000 y finalizó y abrió al tráfico en junio de 2003.
Ingeniería de puentes
Principio del diagrama
Seleccione razonablemente el plan de tramo del puente basándose en la topografía, la ingeniería geológica y las condiciones hidrológicas, y teniendo en cuenta la planificación, los requisitos de navegación y Condiciones de cableado, la selección del programa sigue principalmente los siguientes principios:
1 Cumplir con los requisitos de navegación, intercambio, cableado y otros requisitos de planificación relacionados.
2. Tiene una estructura novedosa, una apariencia hermosa, una construcción económica y práctica, y relativamente simple. Se esfuerza por ser significativamente diferente en forma estructural del puente del río Yangtze construido en el distrito de Wanzhou y el "ferrocarril Wanyi". Puente del río Yangtsé".
3. Reducir o evitar la construcción de cimientos submarinos, acelerar el progreso de la construcción y reducir los costos de construcción.
4. Optimizar diversos planes de diseño y construcción y controlar la inversión del proyecto y el período de construcción.
Durante el estudio de viabilidad y las etapas de diseño preliminar del puente, se llevó a cabo un estudio exhaustivo y una comparación de las formas estructurales de varios tramos del puente. Según las características del proyecto, el puente principal se centra en el diseño de puentes colgantes y puentes atirantados, y los puentes de acceso son principalmente vigas simplemente apoyadas en forma de T con una luz de 40 m. El puente principal del puente del río Yangtze se ha construido como un puente en arco de hormigón armado. Para evitar tipos de puentes similares, este puente no se comparará con estructuras similares. Al mismo tiempo, la estructura del puente en arco también aumentará la posibilidad de que un barco choque contra el arco. Las características topográficas del puente no son adecuadas para construir un puente en arco, y otros tipos de puentes no son adecuados en términos de tensión estructural, capacidad de luz e inversión en ingeniería. El control de la inversión de este proyecto de puente es estricto y la inversión del puente principal representa una gran proporción de todo el proyecto. Bajo la premisa de garantizar la seguridad, la adopción de medidas prácticas de diseño y construcción basadas en las características técnicas del puente jugará un papel importante en el control de la inversión en todo el proyecto.
Plano del puente colgante del puente principal
Basado en la topografía, geología y condiciones hidrológicas, el plano del puente colgante del puente principal se comparó con varios planos de tramo. Para controlar la inversión del proyecto, todos ellos están diseñados como puentes colgantes de un solo tramo. El rango de selección de tramo razonable para cada plano de ubicación del puente es entre 500 m y 720 m. La influencia del nivel de almacenamiento de agua y la posición de fijación del anclaje es la principal condición de control. Para la ubicación recomendada del puente, se consideraron dos opciones de luz de puente de 500 m y 580 m. De acuerdo con las características técnicas del puente colgante y las condiciones específicas del puente, la racionalidad del esquema de vigas de refuerzo del puente principal juega un papel muy importante para garantizar el avance y la racionalidad del esquema de diseño general, y debe estudiarse. y comparado. Teniendo en cuenta los requisitos de rendimiento, las condiciones de construcción, el período de construcción, la gestión del canal, etc., la viga de refuerzo adopta un plan de estructura de acero y se diseña de acuerdo con el plan general de fabricación del segmento y el plan de conexión de montaje del segmento en el sitio. En el diseño se utilizaron vigas tipo cajón de acero plano, vigas de armadura de acero y armaduras de tubos de acero espaciales.
(1) Las vigas de refuerzo de vigas tipo cajón de acero planas se utilizan ampliamente en el diseño de puentes colgantes de luces largas en el país y en el extranjero. La tecnología es madura, la estructura tiene buena integridad estructural, baja resistencia al viento y buena. La estabilidad aerodinámica y el peso total de la superestructura son livianos, lo que favorece el control efectivo de otras cantidades relacionadas del proyecto. Sin embargo, la viga cajón de acero en general utiliza una gran cantidad de acero y el costo unitario de procesamiento y fabricación es alto. Por tanto, también debemos conceder gran importancia a los problemas de fisuración, construcción compleja y elevado coste del correspondiente pavimento del tablero del puente.
(2) Las vigas de celosía de acero también se utilizan comúnmente para reforzar estructuras de vigas en puentes colgantes. Cuando se aplica al diseño de este puente, la cantidad de acero estructural utilizada es mucho menor que la de las vigas cajón de acero, y el costo unitario de fabricación es significativamente menor. Aunque el peso total de la superestructura es mayor que el de la solución de vigas cajón de acero y la carga de trabajo relacionada aumenta, se planea que el puente adopte una estructura de anclaje tipo túnel. La proporción de anclaje en la carga de trabajo total y la inversión es relativamente limitada en comparación. hasta puentes colgantes anclados por gravedad. El esquema de vigas de armadura de acero tiene buenas condiciones de aplicación en este puente y también es muy beneficioso para controlar el agrietamiento del pavimento del tablero del puente. Además, los requisitos técnicos para su pavimento son mucho más bajos que los del esquema de vigas de acero, por lo que la construcción es relativamente simple. y el costo es relativamente bajo.
(3) La armadura de tubos de acero espacial tiene un buen rendimiento aerodinámico y la cantidad de acero utilizada en su estructura es significativamente menor que la de las vigas tipo cajón de acero y las vigas de armadura de acero. Teniendo en cuenta el control razonable de los principales indicadores técnicos y económicos del puente y el desarrollo de la tecnología del puente, este plan fue estudiado y comparado como el principal plan recomendado en el diseño. Basado en otras aplicaciones de puentes de armadura de tubos de acero, se utilizan bolas de acero huecas para lograr una articulación ideal. Se evita el complejo proceso de corte CNC en la intersección del espacio del componente, la tensión secundaria del componente es pequeña y el procesamiento y la fabricación son simples. Al mismo tiempo, se toman medidas de tratamiento estructural para mejorar aún más las condiciones de tensión local de los nodos. Para mejorar la rigidez general de la estructura, se planea conectar la plataforma del puente y la estructura de rejilla en su conjunto para participar en los requisitos generales de tensión y deformación de la estructura y mejorar sus condiciones de índice de desempeño.
El cable principal adopta cordones paralelos de acero galvanizado prefabricados y se dispone horizontalmente fuera de las aceras a ambos lados. La distancia central entre dos cables se determina según los requisitos estructurales.
Para garantizar requisitos de control de espaciado razonables entre anclajes, el cable principal se coloca con un cierto ángulo de deflexión horizontal hacia afuera. A través de una comparación exhaustiva de la tensión, la deformación y el consumo de material de estructuras con diferentes relaciones de luz, se determinó que la relación de luz era 1/10,5 y se utilizó el cable principal. Haga una comparación técnica y económica de las dos soluciones de haces de alambres de acero paralelos galvanizados prefabricados y cables de alambre de acero, determine los haces de alambres de acero paralelos galvanizados prefabricados y determine el espaciamiento de las plumas de manera razonable de acuerdo con el esquema de vigas de refuerzo y las características estructurales. Se utilizan ~ 13 m y el factor de seguridad de la pluma es k≥ 3,0; los anclajes fundidos en caliente se utilizan para anclar conexiones entre cables grandes y tirantes. Las abrazaderas de cables, las monturas de cables y los manguitos de conexión están hechos de acero fundido. Las abrazaderas son de dos piezas y se conectan con pernos de alta resistencia durante la instalación. Para controlar el peso de transporte y elevación, el soporte del cable se divide en dos mitades y luego se ensambla en la parte superior de la torre. De acuerdo con los requisitos de control de tensión y deformación, se instalan respectivamente cojinetes de tensión y compresión verticales y cojinetes horizontales resistentes al viento en los extremos del puente principal.
La torre del puente adopta una estructura de pórtico de hormigón armado. La altura de la torre de cada esquema es de aproximadamente 130 ~ 170 m. De acuerdo con las condiciones geológicas, la base utiliza cimientos de pilotes perforados. Para controlar eficazmente la inversión del proyecto y considerar las condiciones topográficas y geológicas, este puente adopta un anclaje de túnel, pero se debe considerar el impacto del agua subterránea y el almacenamiento de agua. Para evitar que las grietas de las rocas y las superficies de las juntas se ablanden debido a la filtración de agua, se deben tomar medidas estrictas de impermeabilización. En términos relativos, para la misma ubicación de puente, el uso de un tramo largo puede mejorar efectivamente la estabilidad del anclaje, pero el volumen de ingeniería superior correspondiente y la inversión aumentarán considerablemente.
Plano del puente atirantado del puente principal
Se realizó una comparación exhaustiva de varias combinaciones de tramos del plan del puente atirantado del puente principal en cada ubicación del puente. Según el terreno y las condiciones geológicas, a excepción del puente atirantado de tres torres y cuatro tramos en el sitio del puente Yuanjiadeng, el resto son puentes atirantados de dos torres y tres tramos. El rango de selección razonable de los principales. La luz es de entre 380 m y 500 m. El puente adopta un plano de cable doble espacial y una forma de abanico. En el sistema de cable denso, la distancia entre los cables de la plataforma del puente es generalmente de aproximadamente 8 m. Los tirantes son haces de alambres de acero paralelos compuestos de acero galvanizado. alambres, protegidos por materiales de PE y anclados por cabezas de muelle fundidas en frío. La viga de refuerzo adopta una estructura de hormigón pretensado y un sistema de flotación espacial. Se comparan exhaustivamente las formas de la sección transversal de las vigas principales laterales y las vigas de cajón doble. Según los diferentes tramos, la altura de la viga es de 2,5 a 3,5 m y se realiza un análisis comparativo detallado sobre si se deben instalar pilares auxiliares de tramos laterales. La torre del puente es una estructura de hormigón armado en forma de gema, y la parte superior de la viga de la torre principal tiene forma de "A". Las alturas de las torres de diferentes planos varían de 210 ma 230 m, y la altura del edificio es muy alta. La base adopta una base de pilotes aburridos.
Diseño del puente de acceso
De acuerdo con la topografía, geología y altura de construcción del puente, con el fin de facilitar el diseño y la construcción, controlar la inversión del proyecto y el período de construcción, el puente de acceso en cada El plano de diseño del tramo del puente generalmente utiliza hormigón pretensado. Para una viga simplemente apoyada, se considera que el tramo es de 25 m ~ 40 m. El muelle de acceso es un muelle de doble columna y el estribo generalmente está diseñado como un estribo en forma de U o un estribo nervado. Cuando el pilar del puente es demasiado alto, se requiere una investigación especial y la base es una base de pilotes aburridos. Además, para el plan donde el puente principal es un puente colgante de un solo tramo, la longitud del puente de acceso es más larga y la altura de construcción del puente es muy alta. Combinado con las características del terreno y las condiciones de estabilidad geológica, el diseño también llevó a cabo un estudio exhaustivo y una comparación de los correspondientes planos de estructuras continuas de gran luz, proporcionando una base científica para la toma de decisiones del programa.
Las losas de los carriles de tráfico y las losas de las aceras del puente principal y del puente de acceso utilizan principalmente componentes prefabricados para acelerar el progreso de la construcción y facilitar el control de calidad de la construcción de acuerdo con las prácticas de ingeniería locales, teniendo en cuenta la prevención de; grietas en la carretera, el pavimento de la plataforma del puente utiliza acero. El hormigón de fibra debe ser cortado después de la construcción de la pavimentación para garantizar una apariencia hermosa y controlar razonablemente la inversión del proyecto, las barandillas de las aceras y los postes de luz están hechos de estructuras de acero y los materiales son tubos de acero compuestos; estructuras La capa superficial está hecha de acero inoxidable y la capa interior está hecha de acero general para cumplir con los requisitos de rigidez relevantes, los requisitos especiales para la iluminación del paisaje se tuvieron en cuenta en la inversión de acuerdo con los requisitos de la demostración de navegación; En conclusión, los requisitos específicos para la instalación de luces de navegación, supervisión portuaria y gestión de canales se consideraron restringidos por el terreno montañoso y otras condiciones, las condiciones de conexión son muy difíciles y hay muchos factores restrictivos. En el diseño, se hizo una comparación exhaustiva entre los planos del paso a nivel y del intercambio.
Normas técnicas
1. Tipo de vía: autopista urbana.
2. Velocidad de conducción: 60 km/h
3. Carga de diseño: automóvil - nivel 20 o superior; carga de inspección: remolque - 120
4. Ancho de la superficie del puente: 15 m+2 × 3 m+ (ancho de la estructura del puente)
5. Pendiente longitudinal y pendiente transversal del tablero del puente: pendiente longitudinal ≤ 3% y la pendiente transversal es del 2% de los dos lados hacia afuera. pendiente transversal del camino.
6. Nivel de agua de navegación: Calcule el remanso en el sitio del puente en función del nivel de agua normal del embalse de las Tres Gargantas.
7. Estándares de navegación: vía navegable de primera clase, altura libre de navegación 24 m, ancho libre 300 m.
8. Intensidad del terremoto: ⅵ grados. Teniendo en cuenta que este puente es un puente clave especial, está fortificado según el grado ⅶ.
9. Este proyecto adopta el sistema de coordenadas de Beijing y el sistema de elevación del Mar Amarillo.
Importancia
Este puente es un puente colgante con torres de gran tamaño. El proyecto se inició en el año 2000 y se completó y abrió al tráfico en junio de 2003. Wanzhou es la ciudad de inmigrantes más grande en el área del embalse de las Tres Gargantas. La finalización y apertura del segundo puente sobre el río Yangtze de Wanzhou no solo beneficiará el desarrollo de la ciudad de Wanzhou, sino que también beneficiará la producción y la vida de los inmigrantes en el área del embalse de las Tres Gargantas.
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