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一、工程概况 杭州市钱塘江四桥位于钱塘江大桥下游4.3km，南星桥第一码头上游约200m处；是杭州市第一座跨钱塘江的城市桥梁。该桥全长1376m，宽26.4m，设上下两层，上层与中河高架桥相接设双向六车道，下层中间为双向机动车道，下层两侧各为公北交车道，非机动车道和人行道。大桥主桥为2孔190m跨下承式和中承式系杆组合桁架式钢管混凝土拱桥与9孔85m跨下承式和上承式系杆组合钢管混凝土拱桥的组合，大桥主桥基础均为直径2.0m的钻孔灌注桩，引桥均为直径1.7m的钻孔灌注桩。大桥首次采用的多跨双层组合钢管混凝土系杆拱桥的结构型式，能同时满足城市交通的各种要求，其结构新颖、设计先进、造型美观。设计荷载：跨径150m以内：城—A级；跨径大于150m：汽—20，挂—100。公交专用道按单线（内侧）汽—20设计。人群—4.0kN/m2。工程的国家批准投资概算为79417万元，于2004年10月13日通过竣工验收。 二、新技术应用与科技创新 设计创新： 1、桥型方案新颖独特，为国内外首创桥型 钱江四桥（复兴大桥）主桥采用双层双主拱的钢管混凝土拱桥桥型。全桥包含了上承、中承、下承三种拱桥结构形式。结构受力体系为刚拱刚梁外部简支的静定体系。该桥型为国内外首创桥型。 2、为国内外规模最大的双层钢管混凝土拱桥，主桥11跨双层均采用钢管混凝土拱桥结构，桥面宽度26.4m，是国内外规模最大的双层钢管混凝土拱桥。 3、为同类型桥梁中跨径最大的钢管混凝土拱桥 钱江四桥（复兴大桥）采用外部简支的刚拱刚梁钢管混凝土拱桥形式，为同类型双层桥面（刚拱刚梁,外部静定）钢管混凝土拱桥中跨径最大。 施工创新： 1、钱塘江强涌潮区域首次采用双（单）壁有底钢吊箱施工 强涌潮区域单壁钢吊箱施工工艺，采用打设防潮桩，壁外吹砂等关键技术，有效地解决了强涌潮区吊箱的侧向稳定。比同类型的双壁钢套箱节省钢材20多吨，在保证施工安全的基础上不仅方便了拼接，加快了施工进度，还节约了成本。 2、85m跨拱肋钢管的加工 85m跨拱肋钢管管壁最厚24mm，管径达1.7m，在国内单根拱肋钢管直径最大。通过合理地划分单元节段，使拱肋实际线形与受力性能都得到了最大的保证。 3、85m跨混凝土系梁施工 在85m跨预应力混凝土系梁的施工中采用在拱肋上设临时吊点，悬挂模板浇筑混凝土的悬挂法，充分利用钢管拱肋自身的承载能力，克服了水中成本大、风险高的难题，加快了施工进度。由于预应力较长，为确保预应力孔道压浆质量，预应力孔道采用塑料波纹管及真空压浆技术。 4、钢结构防腐 钢管拱采用的电弧热喷铝复合涂层，可达50年以上防腐蚀寿命，为国内桥梁防腐涂层体系耐久性之最，并将国内首次研制新型手持式二次雾化电弧喷枪首次用于钱江四桥钢管拱结构的防腐涂装，使施工效率和防腐质量提高效果明显。 科研工作创新: 1、钱江四桥的结构形式为双层桥面钢管混凝土系杆拱桥，为国内首创。钱江四桥主跨1/10缩尺整体模型试验研究，并对这种新型结构的整体受力性能进行了比较全面的试验研究，一共测试了4个断面16种工况的整体受力状况。 2、钱江四桥1/5拱脚节点模型试验研究，对受力异常复杂的拱脚节点进行了理论分析和试验研究。 3、钱江四桥吊杆与拱肋节点应力分析研究，针对吊杆锚箱与拱肋连接部位的焊缝应力变化相对较大，采用有限元实体模型对拱肋、锚箱和吊杆进行了局部应力分析。得到了各种工况下锚箱和焊缝处的应力分布结果。 4、钢管混凝土拱肋极限承载力试验研究，首先设计了两个1/20比例的拱肋模型，然后考虑几何非线性和材料非线性的状况，通过理论计算方法进行推导计算，再进行实际的加载试验，验证理论计算结果。最后得到钱江四桥在各荷载工况下均表现出很好的延性等有益结论。 5、钱江四桥抗风试验及分析研究，对主桥拱肋建立节段模型，并进行风洞试验，全面研究了钱江四桥主桥结构的抗风性能，得到了钱江四桥主桥抗风性能良好等结论。 6、钱江四桥抗地震反应分析研究，根据地震部门提供的地震动参数，采用时程分析法和反应谱分析法，对钱江四桥主桥结构的抗震性能进行了全面的分析研究。7、钱江四桥车桥耦合振动分析研究，根据钱江四桥上层通行汽车，下层通行轻轨交通等特点，对轻轨和汽车共同作用下对桥梁结构的影响，进行了全面的分析研究，得到了桥梁和汽车、轻轨耦合振动的一些有益结论。 三、获奖单位 杭州市城市基础设施开发总公司 杭州市城建设计研究院有限公司 广西公路桥梁工程总公司 中交第二公路工程局有限公司 四川铁科建设监理公司 |
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