Estructura de ingeniería del puente de la autopista del río Jiangyin Yangtze
La estación de peaje del puente de la autopista del río Jiangyin Yangtze está ubicada en la orilla norte del puente, con un total de 32 estaciones de peaje. La conexión norte del puente del río Jiangyin Yangtze con la autopista Jingguang es la primera autopista de seis carriles en el norte de Jiangsu.
El puente de la autopista del río Jiangyin Yangtze es un proyecto de construcción clave durante el período del "Noveno Plan Quinquenal". Es un enlace a través del río entre la línea principal de la autopista nacional Tongjiang-Sanya y la carretera principal. línea de la Carretera Nacional Beijing-Shanghai en el marco del proyecto nacional "Dos Verticales y Dos Horizontales" "Garganta".
El puente está diseñado según los estándares de una autopista de seis carriles. La velocidad de diseño es de 100 km/h, el ancho de la cubierta es de 33,8 m, la altura libre de navegación bajo el puente es de 50 m y puede navegar con graneleros panameños de 50.000 toneladas. El proyecto inició oficialmente su construcción el 22 de junio de 1994 y se completó con éxito y se abrió oficialmente al tráfico el 28 de septiembre de 1999. La cuenta final del proyecto fue de 2.729,96 millones de yuanes, lo que supone un ahorro de 644,04 millones de yuanes en comparación con el presupuesto estimado de 3.374 millones de yuanes. El período de construcción se adelantó 55 días a lo previsto, lo que benefició al puente con 26 millones de yuanes por adelantado. Estructura del puente colgante
Puente de la autopista del río Jiangyin Yangtze, estructura del puente colgante. El tramo principal es de 1385 metros. La torre de hormigón armado tipo portal tiene 193 metros de altura y tres vigas en su interior.
El cable principal de un puente colgante es el componente portante más importante del puente. La longitud y la forma del cable principal tienen una influencia decisiva en la geometría del puente. El cable principal del puente Jiangyin se fabrica utilizando el método de cordones paralelos prefabricados (PPWS). Cada torón está compuesto por 127 alambres de acero galvanizado de alta resistencia, con un diámetro de 5,35 mm, una resistencia de 1.600 MPa y un peso de 50 t. La longitud del cordón del cable es de 2180 my se utilizan anclajes de rociado térmico tipo manguito en ambos extremos. La copa de anclaje está hecha de acero fundido, con una aleación de zinc y cobre en su interior. Una vez procesado el cordón de acero en la fábrica, se enrolla en bobinas y se transporta al lugar de construcción. El cable principal del tramo principal consta de 169 torones y 21.463 alambres de acero. El tramo lateral es 8 acciones más largo que el tramo principal. El diámetro del cable principal es de 876 mm y el diámetro del cable lateral es de 897 mm. El cable principal utiliza 16800 t de alambre de acero galvanizado de alta resistencia. El sistema de suspensión del puente Jiangyin consiste principalmente en abrazaderas de cable instaladas en el cable principal. eslingas y placas de oreja instaladas en la composición de la viga cajón de acero. La distancia entre eslingas es de 16m. Para eslingas de más de 10 m, utilice hilos de alambre de acero paralelos con un diámetro de 5 mm, mientras que para eslingas de menos de 10 m de largo, utilice cables de acero con un diámetro de 80 mm. Este tipo de cable tiene buena flexibilidad y es adecuado para eslingas cortas con. mayor rigidez. Cuando los alambres de acero del cable principal pasan por la parte superior de la torre y entran en la silleta para el anclaje disperso, ejercerán una gran presión sobre el concreto, por lo que es necesario instalar silletas y silletas de cables sueltos. En el puente Jiangyin, todos estos componentes son conjuntos fundidos y soldados. El peso de cada soporte (incluida la placa inferior) es de 172 toneladas y el soporte del cable flojo es de 78 toneladas. Durante el proceso de instalación de la viga tipo cajón de acero del tramo principal, la principal. hundimiento del cable del tramo continuación Los cambios hacen que el ángulo de inclinación de los cables principales en ambos lados de la torre principal cambie y las fuerzas horizontales sean desiguales. Esta diferencia de fuerza horizontal producirá un gran momento de flexión en la raíz de la torre principal. Por lo tanto, durante el montaje del cable principal, mover la posición del soporte ajustará el ángulo de inclinación del cable principal, reduciendo el momento de flexión en la base. raíz de la torre principal.
Como viga principal del tablero del puente, adopta una sección aerodinámica plana y cerrada. La selección de la sección de la viga principal se determinó finalmente mediante pruebas segmentarias en túnel de viento. La viga tiene 3 m de alto y el ancho total de la viga es de 36,9 m, de los cuales el tablero del puente tiene 29,5 m de ancho y las salidas de aire a ambos lados tienen 1,5 m de ancho. Fuera de las salidas de aire hay aceras, barandillas y vías para vehículos de mantenimiento. cada lado tiene 2,2 m de ancho. La viga cajón de acero de todo el puente está dividida en 87 secciones con un peso total de 18.000 toneladas. Cada sección de viga estándar tiene 16 m de largo, la sección intermedia tiene 18,2 m de largo y las dos secciones de viga extrema tienen 9,33 m de largo. La longitud de la sección de elevación es de 32 m, es decir, se ensambla a partir de dos secciones estándar y luego se iza. La viga cajón adopta una estructura ortotrópica de acero de aleación británica. El espesor de la placa superior es de 12 mm; el espesor de la placa inferior es de 10 mm. La distancia entre las particiones de la caja es de 3,2 m y las nervaduras de las ranuras de refuerzo están laminadas a partir de placas de acero de 6 mm de espesor. Reducir el peso de la viga cajón de acero para reducir la tensión sobre los cables principales y la carga sobre los anclajes.
Fabricación de vigas tipo cajón de acero
La viga tipo cajón de acero se fabrica utilizando unidades de placas de refuerzo de techo y piso prefabricadas en fábrica y unidades de diafragma y esquina con boquilla de aire, y luego se transporta al puente distante a través de una vía fluvial. Los segmentos de viga cajón se ensamblan en el marco del patio de montaje situado a menos de 1 km de distancia. Este marco de neumáticos tiene en cuenta la deformación de la soldadura y la precombadura de la instalación, lo que garantiza una buena consistencia de la soldadura a gran altura de la viga cajón de acero. El levantamiento de vigas cajón de acero utiliza una grúa de cable hidráulico para levantar los segmentos de vigas cajón de acero transportados en barcaza desde el agua hasta la altura de diseño y fijarlos en su lugar con eslingas. Para las tres secciones conectadas, las secciones norte y sur no se pueden izar directamente debido a la poca profundidad del agua, por lo que se adopta el método de izado. La viga de acero está pintada con aerosol tanto por dentro como por fuera, pero debido a que la caja está cerrada para ventilación, se instala un sistema de deshumidificación para mantener la humedad del aire por debajo del 40%, lo que retrasa en gran medida la corrosión de la placa de acero. Los cimientos de la torre sur utilizan pilotes moldeados in situ perforados incrustados en roca con un diámetro de 30 m y una longitud de 35 m, y la tapa se vierte sobre los pilotes. La cimentación de pilotes y remate de hormigón* * * es de 11.500 m3. El Anchorage Sur está ubicado en el monte.
Debido al desarrollo de juntas litológicas se utilizan anclajes de roca por gravedad. El borde frontal del asiento del anclaje está inclinado con crestas dentadas para aumentar la resistencia al deslizamiento.
La capa de cobertura de la Torre Norte tiene 80 m de espesor. A medida que se profundiza, la capa de suelo blando saturado con mala consolidación cambia gradualmente de arcilla arcillosa suave y arena limosa a arena densa que contiene grava de tamaño medio. La cimentación del grupo de pilotes consta de 96 pilotes colados in situ con un diámetro de 2,0 my la longitud media del pilote es de 85 m. Para reducir el tamaño del plano de la plataforma de la tapa, en la especificación se adopta la separación mínima entre pilotes y la inclinación de los pilotes se limita a 1/200. Para una construcción de cimientos de grupo de pilotes tan difícil, primero se utilizó el cimiento de pilotes de aproximación para realizar pruebas de proceso y se hicieron dos pilotes de prueba para determinar la capacidad de carga de un solo pilote, lo que redujo el diseño original de 123 pilotes en la Torre Norte a 96 pilotes. , ahorrando inversión y acelerando el progreso. La cantidad de hormigón utilizado para la plataforma de remate y pilotes alcanza los 50.000 m3. El espesor de la cubierta en el Ancla Norte es de 100 metros. A 40 m por debajo del suelo, se compone principalmente de arena fina suelta y arcilla arcillosa, alcanzando gradualmente una capa densa de arena fina. A 40-50 m por debajo del suelo hay una capa de arcilla dura, con arena medianamente gruesa y grava densa debajo; La estructura de anclaje norte es una de las partes clave del puente. En el diseño se compararon cimentaciones enterradas poco profundas, cimentaciones expandidas de enterramiento medio, cimentaciones de grupos de pilotes y muros pantalla subterráneos. Finalmente se optó por una cimentación de cajón de 51mx69m. El cajón está dividido en 36 tramos. El cajón tiene 58 m de altura y tiene 11 tramos. La sección inferior tiene 8 m de altura.
La elevación de hundimiento del cajón es de -55,6 m y la elevación superior es de 2,4 m. Para garantizar el equilibrio del cuerpo del ancla, una vez hundido el cajón en su lugar, se sella la parte inferior. y la tercera fila frente al cajón (cerca del lado norte de la torre) 18 Los almacenes están llenos de agua, los dos ***14 almacenes en el medio de la cuarta, quinta y sexta filas están llenos de arena, y el Los cuatro almacenes restantes de la sexta fila están llenos de escombros y cementados.
El anclaje norte es el principal portador de fuerzas horizontales. La estructura puede soportar la fuerza de tracción de 640 MN de los dos cables principales y transmitirla al. cajón y cimentación. Durante todo el período de construcción y operación, la tensión en el cajón cambia constantemente. Bajo estas cargas, la base del cajón soporta una presión desigual y se asienta. Por lo tanto, antes de erigir el cable principal, para reducir la inclinación hacia atrás del cajón, los bloques de concreto en el borde posterior del anclaje no se vierten temporalmente y los bloques de anclaje se vierten después de que se erige la viga de refuerzo. El diseño permite que el muelle de anclaje avance 100 mm horizontalmente, y el desplazamiento horizontal real desde que se abrió al tráfico es inferior a 25 mm.
La torre sur, al igual que la torre norte, es una estructura de hormigón armado de marco rígido tipo pórtico con dos columnas y tres vigas que soporta principalmente la carga vertical de la silla de cables, así como la lateral. carga de viento y terremoto. La columna de la torre es una estructura de caja de doble cámara y las dos salas están equipadas con ascensores de mantenimiento y ascensores de mantenimiento respectivamente. La viga también es una estructura de hormigón pretensado tipo cajón de doble cámara con una altura de 11 m. La viga inferior soporta la viga principal y la viga cajón de hormigón lateral. El cuerpo de la torre se construye utilizando encofrado trepante, con la torre norte subiendo 6 m cada vez (la torre sur subiendo 4,5 m). Para facilitar la unión de barras de acero, el encofrado y el control de medidas, se utiliza un posicionamiento de marco rígido. Después de que la altura de vertido del cuerpo de la torre excede una cierta altura de la parte superior de la viga, la viga se vierte con un encofrado de tubo de acero con un diámetro de 900 mm, que se vierte dos veces y se estira dos veces. Las torres y vigas de las Torres Sur y Norte son de hormigón de 654,38+930.000 m3. En el concurso para el diseño del tipo de puente, teniendo en cuenta la estabilidad de la torre del puente, el impacto en el envío, la dificultad de la construcción y los ahorros de inversión, finalmente se seleccionó el diseño del tramo del puente principal como (336,5+1, 385+309,34) metro.
La longitud total del puente es de 3071 m; el tramo principal es un puente colgante de acero de un solo tramo, y los cables principales a ambos lados del tramo son de tracción recta. Los vanos laterales son todos ellos de vigas continuas de hormigón pretensado. Para el tramo sur, considere evitar el antiguo fuerte de la Fortaleza Jiangyin, que es una reliquia cultural que debe protegerse. Se utiliza una viga continua de tres vanos de 2×60m+40m.
La distancia libre entre el ancla norte y el terraplén del río Yangtze es superior a 200 metros, lo que garantiza la estabilidad del terraplén durante la construcción. El tramo norte es una viga continua de 50 m + 70 m + 50 m + 3 × 50 m, y la altura de la viga del tramo lateral es la misma que la del tramo principal. El puente de acceso norte adopta vigas en T pretensadas simplemente apoyadas de 50 m y 30 m, con una pendiente longitudinal del 3% y una longitud de pendiente de 1.500 m. Cada aumento de 10 mm en el pavimento del tablero del puente aumentará la carga de 10.000 kn sobre el tablero del puente. la presión del fondeadero norte.
La superficie de la carretera del puente Jiangyin utiliza hormigón asfáltico fundido (herradura de asfalto) de 48 mm de espesor. El hormigón asfáltico vertido se pavimenta dos veces y la superficie se cubre con grava asfáltica con un tamaño de partícula de 14 mm y se enrolla ligeramente para garantizar la suavidad de la superficie. La capa inferior es una capa base de caucho asfáltico como capa impermeable, una capa base de unión compuesta de asfalto de caucho soluble y una capa antioxidante recubierta con pintura epoxi rica en zinc en la superficie de la placa de acero. El pavimento de hormigón asfáltico de la plataforma de un puente de acero debe resolver los problemas de estabilidad a altas temperaturas, resistencia a las grietas a bajas temperaturas, resistencia a la fatiga a temperaturas normales y unión entre capas. Por lo tanto, a través de extensos experimentos, se seleccionan materiales y proporciones para cumplir con diversos rendimientos e indicadores.