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图片来源:视觉中国
Millau桥是位于法国南部横跨Tarn峡谷的一座连续斜拉桥,其桥面最高点离地有270m,相当于90层楼高,2号桥墩的斜张钢索离地面最高点更高达343m,比巴黎铁塔还高。全桥共有7个桥塔,全桥总长2480m,由6跨342m的斜拉结构组成,两个边跨204m。主梁采用正交异性板钢箱梁,截面为简洁的流线三角形,中间两道腹板是为了顶推施工而专门设置的。包括风嘴的桥面全宽为32.05m,设双向四车道和两条3m宽的紧急停车带。紧急停车带外侧的风嘴上,专门设计了能降低侧向风速的风障,以便改善侧向风行车安全性。
大桥设计施工中提出新概念:①多跨连续单索面斜拉桥、②接近三角形外形的钢箱主梁、③顶推法施工、 ④索塔在主梁顶推到位后安装。
图1 顶推法施工
大桥采用多跨连续单索面斜拉桥,每跨342m,共设七个桥墩,其中2#桥墩高达245m,加上桥面以上高90m的桥塔,总高达343m。为减少风荷载,桥面采用流线形带风嘴的断面,并设置3m高的风障以改善桥面行车环境。
单索面的桥塔采用纵向A字形,相应地,高桥墩在165m以上也设丫形分叉,形成薄壁墩和塔柱相对接,这样既保证了塔顶的刚度,又减少了温度影响,同时也富有美感。塔的断面也经过美学处理。
Millau高架桥需要跨越Tarn河谷,河谷内为软土地基,为减少基础工作量,为此选择了8跨连续斜拉桥,跨径组合为204+6×342+204m,由于桥墩很高,采用了塔梁墩固结体系。本桥用大跨度跨越河谷,且墩高很高(2号墩桥面以下高245m,3号墩桥面以下高230米),采用悬臂拼装施工困难大,需要的吊装设备也多,因此,大胆地采用了主梁顶推安装工艺,主梁到位后再安装桥塔并张拉斜拉索。主梁为了适合单索面顶推施工,采用了底宽很小(只有4m)倒梯形截面,而桥面宽32.05m(包括风嘴),只在底边与斜底板相交处设置纵隔板,以支承顶推过程中的支反力。
为了保证桥梁顺利施工,建设单位研究了一 套适合于斜拉桥的顶推施工方法,顶推跨径达171m。为了改善悬臂端主梁的受力,在顶推过程中一方面采用导梁降低支点的负弯矩,另一方面利用部分己经安装就位的斜拉索随时通过调节主梁的内力。正是由于这些先进的施工工艺,使得这一世界奇观的建造成为可能,同时也节省了施工费用。
图2 钢管桁架临时支架
桥梁施工采用GPS定位,用顶推法施工。首先顶推钢箱梁,每节长171 m,用 3-5天时间就位。为了减少顶推距离,各跨中均架设一套配有顶推设备的钢管桁架临时支架。完成合龙后,未安装的索塔被拖车运送到桥面的相应桥墩的正上方。在桥墩上方张拉临时支护塔,将索塔倾斜向上反转,安装到桥墩的正上方。这是一套全新的工法,需要精确的施工控制技术才能保证全长2.5km 弯坡桥的正确成形。这也是第一座用顶推法施工的跨谷斜拉桥,由著名的法国埃菲尔集团公司承建。
图3 张拉斜拉索
2004年5月18日大桥合拢后,由工厂预制的桥塔构件被运送到各个桥塔位置,安装固定后悬挂和张拉斜拉索,最终完成施工。这座桥梁获得了2006年国际桥梁与结构工程协会杰出结构奖,被认为是“一座翱翔在连接两个高地的深深峡谷中的优美纤细的桥梁,创造性的顶推施工推动了桥梁施工的技术进步”。
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