日本国道325号阿苏大桥(Aso Bridge)位于熊本县阿苏郡南阿苏村立野地区,在2016年4月熊本地震中垮塌,为恢复通行,在距旧桥约600 m的下游侧修建新桥。新桥横跨黑川,位于陡峭的斜坡上,连接南阿苏村的立野和河阳,考虑尽早实现灾后重建、保护自然环境以及增强抗震性能等,主桥采用3跨连续PC刚构桥,桥长345 m,跨径布置为(80+165+100) m,纵向坡度为3.694%。该桥计划工期为2017年3月17日~2021年3月31日。
日本国道325号阿苏大桥(Aso Bridge)位于熊本县阿苏郡南阿苏村立野地区,在2016年4月熊本地震中垮塌,为恢复通行,在距旧桥约600 m的下游侧修建新桥。新桥横跨黑川,位于陡峭的斜坡上,连接南阿苏村的立野和河阳,考虑尽早实现灾后重建、保护自然环境以及增强抗震性能等,主桥采用3跨连续PC刚构桥,桥长345 m,跨径布置为(80+165+100) m,纵向坡度为3.694%。该桥计划工期为2017年3月17日~2021年3月31日。
主桥3个桥墩均为RC空心墩,高度分别为49.5,97,75 m,采用液压自动爬模施工。桥台为倒T式桥台。桥墩基础为大直径柱状体深埋基础,直径为11~16 m,最深32 m。该桥跨越河流,位于陡峭的斜坡上,部分持力层为柱状节理发育的岩层,因此桥墩基础施工需考虑山体的变形。该桥桥墩基础的直径以及深度均为日本同类型基础中最大规模,且最高墩基础长度的一半低于河流现水位,在土体挖掘过程中考虑发生涌水的可能性。另外,在陡峭的坡面施工,护坡挡土墙通常采用削竹式截面,但由于最高墩靠近河流,且设置在约80°的陡峭坡面上,不能采用环形梁,因此采用半圆形的护坡挡土墙(厚250 mm),并采用锚杆以及喷射混凝土进行加固。
主梁为单室箱梁,梁高3.2~10.0 m。桥面宽10.5 m(车道宽7.0 m,人行道宽2.5 m)。主梁混凝土设计强度为50 MPa。主梁纵向预应力筋采用体内预应力筋(12? s 15.2 mm)和体外预应力筋(19 ? s 15.2 mm)并用的方式,横向预应力筋采用?28.6 mm钢绞线索。主梁采用大型挂篮悬臂浇筑施工,可减少主梁施工节段数量,缩短工期。
墩顶节段长15.0 m,梁高10 m,横梁厚8 m,为大体积混凝土结构,分4层浇筑。墩顶节段采用墩旁托架施工。其中1个墩顶节段在夏季施工,需考虑温度裂缝。混凝土原配合比采用设计强度为50 MPa?的早强硅酸盐水泥,有限元分析结果表明,结构表面部分部位可能会产生温度裂缝,因此需要在早期施加预应力,除最上层浇筑层,其它3个浇筑层变更为普通硅酸盐水泥,经试拌后确认强度,尽可能减少单位水泥用量。
在陡峭的地形进行桥梁施工,需考虑材料设备以及桥墩基础施工产生的大量土砂的运输,对比坡面设置台阶式临时施工栈桥,选择在两岸坡面设置可承载60 t的斜面运输轨道。轨道坡度约30°,长约100 m,支承轨道的杆件由H型钢(H800 mm×300 mm×14 mm×26 mm)组成,采用高强度螺栓连接。轨道上台车通过牵引卷扬机上下移动,台车平面尺寸为14.0 m×9.0 m,可同时承载2台翻斗车或挂车。根据最大牵引力和牵引速度,卷扬机功率为250 kW,钢丝绳直径为50 mm。
推测主桥一侧可能存在活动断层,主桥两端均安装可活动橡胶支座,发生断层位移时支座比上、下部结构先损伤。在靠近断层侧梁端安装了模数式伸缩缝,并进行了考虑断层位移影响的结构优化,发生断层位移时支撑梁从支撑箱中脱出,可避免荷载传递到邻接梁。为防止落梁,将靠近断层的桥墩墩顶盖梁横桥向宽度由10.5 m加宽至14 m。
为促进智能建造技术的发展,在施工阶段有效利用CIM(建筑信息模型)技术建立有限元模型,校验桥墩和主梁的连接以及墩顶节段施工,如进行钢筋碰撞分析、模板钢筋干扰分析、锚具位置设置分析等,提高施工效率。该桥主体结构24 h不间断施工,通过采用整体预制吊装钢筋、自密实高性能混凝土、ICT(信息与通信)技术等,大幅度缩短了工期,已于2021年3月7日正式通车。该桥荣获2020年度日本土木学会田中奖。来源:世界桥梁杂志