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民国27年(1938年)筹建湘桂线柳州-南宁段时,曾选定现斜拉桥位作为桥址。设计方案
为主跨5孔60米钢桁梁,边跨6孔16米上承钣梁。两端线路土石方已完成,但桥未施工。
建国后,1951年修建来镇段铁路时,改移线路,选用现上行线桥址修建了红水河I线桥。
1975年铁道部批准柳州铁路局报送的湘桂铁路柳州-黎塘段改建双线设计任务书,以及1976
年6月铁道部批复第二勘测设计院提报的湘桂线柳黎双线初步设计,均提出新建第二线红水
河大桥,大桥主跨拟采用64+80+64米连续栓焊梁方案。
1977年2月.铁道部根据国际新发展预应力钢筋混凝土斜拉桥的新型结构,决定改变原铁
二院的栓焊梁方案,将红水河桥作为我国铁路斜拉桥的试点工程,跨越主河槽采用48+96+48
米预应力钢筋混凝土斜拉桥方案。并指定柳州铁路局负责总体设计,其中3孔连续斜拉桥由
铁道科学研究院(简称铁科院)程庆国等负责设计、科研和实验工作。
全桥按单线设计,有碴桥面、直线、平坡,桥面宽7米,设计轨底标高87.1米,桥两端
边孔为预应力混凝土简支梁,主孔为预应力钢筋混凝土箱形连续梁斜拉桥,自北至南为2×
23.8+3×31.7+(48+96+48)+1×31.7+1×23.8米,共10孔、9墩、2台。采用T型桥台,圆端形
等截面实心墩。斜拉桥型为双塔竖琴型,由主梁、索塔、斜缆3部分组成。采用塔梁固结,
塔墩分离的结构形式。
主梁为单箱双室的3跨连续梁。梁高3.2米,边跨两端处局部加高至3.82米,箱宽4.8米。
主梁用24根直径5毫米钢丝束配筋,纵向预应力钢筋共430束。
索塔由两个竖向塔柱组成。塔柱下部由塔底箱形横梁与主梁连成整体。上部由两片燕尾
形横梁连成门式框架。塔柱基本为矩形断面,顺桥向长3米,横桥向宽1.2米,梁底至塔顶全
高29米,塔柱中心距6.1米,在距主梁顶面8.465、15.065、21.665米处,锚定3对斜缆索。
斜缆采用柔性缆索。每组缆索由6根钢绞线束组成,每根钢绞线束由10根7丝直径5毫米
钢绞线组成,钢丝极限强度为15000公斤/平方厘米。斜缆采用缠绕玻璃丝布涂刷环氧树脂形
成"五布六胶"的玻璃钢套进行防护。斜缆与主梁水平夹角为28°49',即斜坡为1:0.55,
通过带牛腿的箱形锚固横梁与主梁相连,牛腿悬出主梁两侧,长1.55米,宽1.3米,跟部截
面高2.38米。斜缆与主梁中线交点离塔位中线分别为18、30、42米。
支座采用建筑高度小、省钢的盆式橡胶支座。中跨6、7号墩最大反力为3277吨,用4个
承载力900吨的铰式固定或活动支座。边墩支点反力为636吨,用3个承载力为250吨的活动支
座。这种新型支座利用聚四氟乙烯板与不锈钢间低摩阻力活动,协调支座的位移,通过密闭
在钢盆内的橡胶传送垂直反力,以适应梁体的转动。
1978年11月,斜拉桥设计完成。
红水河斜拉桥桥址处河滩宽阔,枯水期两岸岩石外露,主河槽水面宽90米,槽深30米,
洪水期水势暴涨暴落,流速湍急,含泥砂量大。历史最高洪水位为1902年81.87米(黄海高程,
下同),计算百年一遇洪水位82.24米,流量26030立方米/秒,流速2.99米/秒。桥址处属亚
热带气候,最高气温39.3℃,最低气温-3.3℃,年平均降雨量1370.9毫米,基本风压45公
斤/平方厘米。外露石灰基岩容许承载力为15-20公斤/厘米2。地震裂度7度。
柳州铁路局负责全桥施工。铁科院参加3孔斜拉桥施工。1977年11月开工,1978年4月,
全桥墩台施工完成。
1979年6月22日开始斜拉桥施工。主梁的边跨在膺架上灌注混凝土,分5个梁段,长度分
别为11.7、15、1、17.2、9.1米。主梁的中跨利用悬臂挂篮分为23个梁段施工,除中间合拢
的第17梁段为1.4米外,其余各梁段均为4米。挂篮主桁梁用万能杆件组拼,自重105吨。分
南北两个施工面,基地设在北岸。采取先北后南顺序,错开一个梁段,两岸对称施工,最后
合拢。1980年8月30日主梁混凝土全部灌注完成,每段灌筑周期,一般梁段平均10天,最短8
天,有横梁牛腿梁段14-15天。
索塔在塔位已完成的梁顶面上,以拼装万能杆件的钢塔架作脚手架,分8节灌注。
斜缆在北岸基地防护工棚内一次做好,再整束运到桥上用天线吊起安装。
1980年11月,在用130吨架桥机拆换施工用便梁的同时,由北向南架设边跨T型预应力简
支梁,从而完成全桥的主体工程。
修建过程中,先后做了整体静载模型、节点构造模型、斜缆锚固疲劳、盆式橡胶支座、
高强泵送混凝土、悬浇吊篮加载、斜缆防护、ID-100型千斤顶张拉工艺等一系列的施工工
艺试验。
斜拉桥梁和塔设计的混凝土为500级,施工按600级配制。其配合比为1(水泥):1.45(河
沙):2.18(碎石),水灰比为0.34。掺用外加剂FDN为水泥用量的6-7.5‰,掺用三乙醇胺残
碴为水泥用量的0.4‰。使混凝土达到缓凝、早强、高强、和易性好等效果。
主梁边跨在膺架上分段灌注当中,为减少主梁纵向预应力钢束张拉时膺架对梁体弹性压
缩的阻力,在弦杆与木枕间铺设二层塑料布,塑料布间涂以黄油,并在梁体混凝土灌完之后
预应力钢束张拉之前,将全部勾头螺栓松脱。为方便膺架拆除,在拆装式桁梁各支座下增设
1个密封砂箱。
斜缆管道定位由移动坐标确定,并通过模板准确安装来实现。为克服整个箱梁因受湿度、
日照、斜缆张拉等引起的各种误差,将管道穿入端的圆形截面改为椭圆形。同时,根据对内、
中、外缆的估算垂度,对主梁内、中、外缆管道的坡度分别进行调整,使全桥144根斜缆两
端288根穿缆管道位置准确,没有发生缆与管道相碰现象。
斜缆管道系选用3毫米厚钢板在卷板机上卷成一端圆形一端椭圆形的管道。
为防止主梁中跨合拢段混凝土发生裂纹或压坏,施工时,将南、北岸的悬臂结构在灌注
混凝土之前连结起来,形成3跨连续梁。采用"内拉外撑"的办法,在两端悬臂箱梁顶板和
底板的腹板上分别设置两组钢轨架于结构外部撑住两个悬臂的端部。与此同时,8束预应力
钢束进行张拉,张拉力总共200吨。并事先解开南端活动支座的锁定,然后灌注合拢段的混
凝土,待混凝土强度达到50公斤/平方厘米时,即切除钢轨撑。采用这样的方法,比国际上
惯用的"压缩法"简易,同样保证了合拢段的质量。
1981年3月,全桥工程竣工。完成主要工程量:150-600级混凝土9850立方米,其中斜
拉桥1750立方米;直径5毫米高强度钢丝65.3吨,7丝直径5毫米钢绞线制斜缆63.6吨,钢制
品(包括支座)44吨;拆装桁梁、T型钢塔、万能杆件和军用梁等648.5吨。共投资502万元,
其中斜拉桥192米的造价386.68万元,平均每延米2万元。用劳动力112287工日。
1981年6月,用两台前进型蒸汽机车进行动、静载试验,结果表明,斜拉桥静力特性与
设计计算相符,结构动力特性正常。
1981年9月1日,红水河斜拉桥正式交付使用。
1981年10月,铁道部组织路内、外有关专家学者对斜拉桥进行技术鉴定。认为符合设计
要求,工程质量优良。因该桥具有可以争取到较大的通航净空,跨越能力大,结构经济合理,
外型美观,养护简便,噪音小,适于悬臂施工等优点,1982年获得国家设计银质奖,1983年
获得自治区优质工程奖。1985年获得国家优质工程奖。
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