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1、世界首座双层交通预应力斜拉桥—澳凼三桥1 建桥条件 澳门由澳门半岛、凼仔和路环岛所组成。澳门半岛与凼仔岛之间现有嘉乐比、友谊两座大桥,在交通高峰时期,这两座桥已有阻塞现象,澳凼三桥的建成将使两岛之间交通更为顺畅。澳门现仅有2条主要通道与大陆相连:北端的关闸与莲花大桥,莲花大桥连接京珠高速公路和105国道。它们满足不了澳门经济发展的需要,制约着澳门经济的发展。国家准备投资修建轨道交通系统将珠江三角洲主要TRANBBS城市连接起来,并考虑衔接港澳。轨道交通将通过澳凼三桥连接澳门与深圳,开通澳门与大陆的第3条通道。澳凼三桥位于雷达水道西侧紧靠十字形航道的
2、十字道口,东侧距嘉乐比大桥1200ｍ,十字道口疏浚后,桥位处航道中心将南移250ｍ,桥中线与航道斜交约5°,要求本桥主通航孔跨径大于150ｍ。根据澳门《海港水文规范》,本桥通航净空为28ｍ,设计高潮位为300年一遇+4.85ｍ。在区域构造上,桥址区位于珠江三角洲断陷区。50年超越概率10%水准下,地震动峰值加速度为0.10ｇ,场地反应谱特征周期0.35ｓ,场区基本地震烈度为7度。桥位区的地层由第四系冲淤积覆盖层及燕山期侵入的花岗体构成。第四系覆盖层厚19.1～59ｍ,下伏花岗岩,岩面高程-22.3～-61.3ｍ,由北向南渐低。2 技术标准 (1)设
3、计车道:上层车道为双向6车道,下层近期为双向4车道,远期为双线轻轨。在大于8级风的条件下,上层交通及下层轻轨交通关闭,下层通行2车道 (2)行车速度:轻轨70ｋｍ/ｈ。 (3)设计荷载:汽车荷载按澳门规范执行;轻轨列车共4节,节长16ｍ,节重20ｔ。 (4)通航水位:+1.71ｍ(Ｍ·Ｓ·Ｌ)。 (5)通航航道和净空:桥梁主跨承台顶部的保护梁间的净距为150ｍ,高潮时竖向净空为28ｍ。 (6)设计风速:Ｖ10=45.1ｍ/ｓ。 (7)地震:按7度地震设防。3 总体设计3.1 总体布置 根据通航净空及澳门侧立交净空5.2ｍ的
4、控制条件,澳凼三桥布置为:主桥位于Ｒ=3500ｍ的竖曲线上,两主塔处的路冠高程分别为35.809,36.028ｍ,满足通航净高28ｍ的要求。南侧以5%下坡一段后,平坡延至凼仔岛路堤,北侧以5%下坡,一段平坡,延至澳凼半岛。各变坡点均设凹或凸形曲线。澳门侧以7%坡后与主桥相连,见图1。 3.2 桥式布置 主桥布置为:(5×60)ｍ+(2×60)ｍ+(110+180+110)ｍ+(9×60)ｍ+(7×60+45)ｍ=1825ｍ,其中(110+180+110)ｍ为预应力双层交通斜拉桥,其余均为等高预应力混凝土箱梁。2×60ｍ为匝道与主桥连接异型段。3.3
5、 主孔跨径确定 澳凼三桥通航等级为4000ＤＷＴ,速度为15节,主孔通航净空不小于150ｍ,为防止失控船撞击桥墩,确保大桥安全,航道两侧的主塔墩需采取有效的防撞措施,考虑基础宽度及防撞设施宽度,主跨跨度确定为180ｍ,通航中心线作为主跨中心线。3.4 桥梁横断面布置 本桥为双层桥型,上层为双向6车道,中间有栏杆,两边有人行道和护栏,下层为双向4车道,另有2根800ｍｍ的水管及7层电缆槽,还有通风系统、照明电力系统、消防安全及交通监控系统。为了使横桥向受力合理、施工简便,主桥横向设2个分离的单箱单室截面,每箱具体布置如下。上层:0.2ｍ(护栏)
6、+1.0ｍ(人行道)+0.5ｍ(路缘带)+3×3.5ｍ(行车道)+0.5ｍ(路缘带)+0.25ｍ(防撞栏)=12.95ｍ。下层:0.5ｍ(路缘带)+3.5ｍ(行车道)+4.0ｍ(轻轨车道)=8ｍ;或0.5ｍ(路缘带)+2×3.5ｍ(行车道)+0.5ｍ(路缘带)=8ｍ。为设置主跨斜拉桥塔柱,两箱之间间隙为3.1ｍ,异型段后两箱梁之间间隙为0.1ｍ。斜拉桥桥面宽为15.95ｍ,主要是增加了斜拉索的锚固区。引桥箱梁及正桥斜拉桥的横断面具体布置见图2。4 桥梁结构4.1 正桥4.1.1 上部结构4.1.1.1 总体布置 主桥采用竖琴式平行索面混凝土斜拉桥,
7、跨径组成为(110+180+110)ｍ,全长400ｍ,两边跨纵坡为5%,中间以Ｒ=3500ｍ竖曲线相连。边主跨比为0.611,梁高6.13ｍ,梁上索距为10ｍ。4.1.1.2 支承体系 斜拉桥边墩设竖向活动支座,塔梁交叉处设横向、竖向支座,斜拉桥的纵向位移约束采用全纵漂体系,采用该种布置的主要因素如下:主跨跨度不大,地震作用下纵向水平位移最大值为150ｍｍ,梁端伸缩缝的位移量能够满足要求;采用全纵漂体系,能使两塔墩共同承担地震水平力,避免单塔承受过大水平地震力;采用全纵漂体系能降低温度效应;因该箱梁底不能设隔板,无法设置在其他斜拉桥上经常采用的弹性
8、索。4.1.1.3 主梁 (1)结构型式箱梁为薄壁箱形截面,梁高6.13ｍ,桥面设1%横坡
