【桥隧创新周周探】青龙门大桥|型钢|斜拉桥|混凝土|特大桥主跨|索塔|钢筋|青龙门大桥

项目名片

姓名：宁波舟山港六横公路大桥二期工程——青龙门大桥

生日：在建（承台套箱已下放完成，进入承台施工）

籍贯：浙江

长度：桥跨布置119+231+2×756+231+119=2212m

类型：三塔钢箱梁斜拉桥

特点：跨越2条5万吨级航道，是世界最大跨度的三塔钢箱梁斜拉桥。大桥首次采用“型钢组合结构索塔”，简化钢筋布置、提升结构抗震能力。索塔型钢+钢筋骨架采用工厂整体预制、现场快速拼装工艺

建设单位：六横大桥二期工程建设指挥部

设计单位：中交公路规划设计院有限公司、浙江数智交院科技股份有限公司联合体

施工单位：中国铁建大桥局、中国铁建港航局六横大桥联合体项目部

监理单位：中铁桥隧技术有限公司、中铁大桥科学研究院

独特之处

项目概况

宁波舟山港六横公路大桥位于舟山群岛南侧，连接了六横岛、佛渡岛和梅山岛，大桥设计速度100km/h，路基标准宽度26.0m。六横公路大桥路线总长18.78km，项目总投资132.89亿元人民币。大桥拥有主跨1768m的双屿门大桥和主跨2×756m的青龙门大桥两座通航孔桥。

主要建设条件如下：

①桥址区每年7～9月份多台风侵袭，平均每年台风2.5个。风速大于6级的年平均天数约184.3天，风速大于7级的年平均天数约86.3天，风速大于10级的年平均天数约2.9天。大桥百年一遇的设计基准风速为44.3m/s；

②大桥跨越两条5万吨级航道，青龙门1号航道通航净空645×61.6m，2号航道通航净空453×61.6m；

③大桥地震烈度为Ⅶ度，大桥100年超越概率10%的设计峰值加速度0.134g，100年超越概率4%的设计峰值加速度为0.192g，且加速度时程持时较长（约30s）、衰减系数较小；

④大桥地处舟山南部海域，位于象山湾外侧，对结构的耐久性要求高。

青龙门通航孔桥双主跨2×756m三塔连续钢箱梁斜拉桥，边中跨比0.463。斜拉索标准索间距为15m，边跨密索区间距9m。

整体刚度保证措施

通过以下各种措施，保证结构整体刚度：

在采用相关措施后，汽车荷载作用下（不计冲击）（JTG D60,2015）主梁最大竖向挠度0.626m/-0.974m（挠度向下为负），考虑正负挠度叠加后的挠跨比为1/473，满足挠跨比不大于1/400的要求(JTG/T 3365-01,2020)。

型钢组合结构索塔及一体化钢锚梁

（1）索塔造型

三个索塔采用宝瓶造型，呼应“观音佛渡”寓意，塔高均为249m，由下塔柱、横梁段塔柱、中塔柱、上塔柱及下横梁组成，下横梁净跨径约30.3m，跨中高7m。

（2）型钢组合结构索塔

青龙门大桥地处海洋环境，采用钢塔造价高，且后期管养维护工作量较大；传统的混凝土索塔海上施工时间长，且为满足抗震需求，需要配置大量的钢筋，给现场施工带来了较大的困难。

本次采用的型钢组合结构索塔，包含“结构型钢”和“施工型钢”。结构型钢即主体型钢，参与结构受力，优化索塔构造和配筋，提高结构抗震性能，与钢锚梁牛腿连成一体，索力传递更加清晰可靠，改善了传统钢牛腿与塔壁连接处的受拉问题。施工型钢附属型钢，与结构型钢组成具有足够强度、刚度及稳定性的劲性骨架，并用于普通钢筋及索导管的定位等。

结构型钢与混凝土形成组合结构，两者协同受力关键在于两者之间粘结-滑移性能，微观机理跟两者界面的化学胶结力、摩阻力和机械咬合力相关，表观因素跟混凝土强度、型钢保护层厚度、型钢表面状况及粗糙度、配箍率等相关。

本次青龙门索塔设计中，综合考虑结构受力、施工劲性骨架功能，将结构型钢共分为A～F六类：

在受力最不利位置除结构型钢外，仅设置1排束筋，截面各部分材料对正截面承载力的贡献分别为：结构型钢30%、普通钢筋20%、混凝土50%。若按常规配筋设计，达到相同安全系数的情况下，截面需配置5排束筋，钢筋如此密集，不仅存在大量钢筋、索导管、预应力、预埋件等空间碰撞冲突问题，处理难度大，而且现场连接作业量大、功效低、浇筑质量不易控制。地震工况下，各部分材料对斜截面承载力的贡献比例分别为：混凝土10~18%、箍筋54~74%、结构型钢8~15%。

（3）一体化钢锚梁

对比几种传统钢牛腿与混凝土塔壁的连接方式，传统方式依靠塔壁面层的剪力钉和PBL剪力键传递钢牛腿顶板的拉力，由于传力路径短、应力不能充分扩散，导致交界处混凝土出现较大的主拉应力。本次通过型钢腹板将拉力传递至型钢翼板锚固区，一方面传力路径长，应力得以充分扩散；另一方面应力锚固范围加大，进一步降低了拉应力水平，使得混凝土塔柱的整体受力情况得到改善。此外，牛腿与型钢连接之后，提高了壁板的整体刚度，对施工定位更加有利。

（4）索塔快速建造技术

由结构型钢、施工型钢组成的劲性骨架，附加上普通钢筋、钢锚梁及钢牛腿、索导管和其余施工附属构件后，形成“整体骨架”。整体骨架在工厂内采用“1+1”匹配预制，完成预拼后即可运送至现场，现场整体骨架对接采用先结构型钢后竖向主筋的方式，结构型钢对接根据不同工装设备可以采用栓焊结合方式或全焊接方式。经初步测算，下塔柱标准节段长6m，整体骨架吊重345.7t，采用浮吊进行安装；中塔柱标准节段长6m，整体骨架吊重81.7t，采用塔吊进行吊装；上塔柱标准节段长5m，整体骨架最大重量约123t，同样采用塔吊进行吊装，预估塔柱非锚固区施工工效可减省约28%，锚固区工效可减省约38%。本次索塔下横梁采用型钢骨架和模板整体吊装的安装方案，总吊重约650t，吊高约70.8m，采用浮吊进行吊装，水平吊距约28m，预估索塔塔吊型号采用6000t.m，较传统支架分次现浇工艺节省工期约2个月。