Rion-Antirion大桥工程介绍

希腊Rion-Antirion桥工程简介董学武 周世忠（苏通大桥指挥部 江苏省交通厅）摘要：希腊Rion-Antirion桥位于地壳运动的强地震带，跨越深水的海峡和厚沉积土，在十分困难条件下建桥，确实对建设者是一个极大的挑战，在该桥设计中采用了全漂浮五跨连续斜拉桥，基础采用了在加固地基上铺设了卵石垫层的沉箱基础解决大的水平位移。

在施工采用大型浮吊安装上塔柱和加劲梁，利用船坞中预制和浮运沉箱基础等海上作业的方法。

他们的创新精神和思路值得我们借鉴。

关键词：斜拉桥、地震、基础、海上施工Rion-Antirion桥横跨隔断希腊大陆与希腊最大半岛伯罗奔尼撒的科林斯海湾，位于希腊西部的巴特雷市，是希腊西部新干线和欧洲运输网的一部份。

大桥建在地壳运动的强地震带，而且地质条件差，水深、通航要求高等不利条件对建桥带来很大的困难。

经过多方案比较采用了比较经济的而少见的多跨斜拉桥和两侧引桥组成的方案，其中主桥采用五跨连续结构，跨径组成为286＋3×560＋286米，全长2252米，建成后将成为世界上最长的斜拉桥。

Rion-Antirion桥建成后电脑合成效果图大桥的建设按照BOT方式运作，由法国建筑和设计公司VINCI Construction为首的联合体中标，并于1997年12月签订合同。

按照合同要求，联合体于1998年至2004年承担建设Rion-Antirion大桥任务（其中1998年~2000年在法国设计，1999年10月正式施工建设），并力争于2004年雅典奥运会前建成通车，投入使用。

一、 建设条件Rion-Antirion桥所处的建设条件相当复杂，主要表现在水深（65m），深厚的软弱土层，可能的强地震运动（包括潜在的构造运动）等方面。

由于海床两岸很陡，地基软弱，合同要求结构的跨越长度应大于2500米。

特殊的建设条件给桥梁设计、施工带来了巨大的困难。

由于史前的地壳运动使伯罗奔尼撒逐渐远离希腊大陆，从而产生了地震威胁，至今，伯罗奔尼撒半岛仍以每年8mm左右的速度漂离大陆。

因此，位于这个区域的一些活动断层有可能造成强烈地震，在过去的35年间，科林斯湾发生过3次里氏6.5级以上的地震。

考虑了地壳板块漂离和地震时产生位移，要求设计考虑断裂带可能的地质构造水平和竖向各2m的变位。

合同规定桥梁要能承受2000年一遇的地震，这时海床位置地震反应谱峰值重力加速度为0.48g，最大加速度为1.2g（1秒范围内、5%阻尼比），地震周期近50s。

该频谱比1999年土耳其发生的里氏7.4级地震要求更为苛刻。

同时桥梁还要能承受竖向和横向最大2m的断层运动，以及18万吨级油轮以8.2m/s（相当于16节）航行的撞击力和强风作用。

但控制设计的主要条件仍是地震作用。

在这样大的地震力作用，一是要采取隔震措施，允许基础与地基之间有滑动，虽然仍有较大的地震力，也不会发生成为问题的主塔柱的塑性变形。

海床的地质情况也异常复杂，物探和地质钻探表明，海床下500m处仍没有岩床，这就意味着桥梁基础必须座落在土壤上而不是岩石上。

海床处上层4~7m土层由非粘性砂砾构成，其下分布着沙层、淤沙层、淤泥土层等，而在30m以下时，土层逐渐变得均匀，主要以淤泥土和粘土组成。

第一层为非粘结性砂砾（4~7米）第二层为相当不稳定的砂、淤泥质砂和淤泥质粘土第三层30米以下均质淤泥质粘土或粘土，北岸有20米深的液化层二、基础及下部结构由于海床20m深范围的土层力学性能不好，为提高土的性能，用25~30m长，2m直径的钢管以7~8m的间距进行土体加固，每墩下有250根钢管桩。

为了允许基础与地基之间的滑动，在钢管上面辅设50cm厚反滤沙层，其上辅设2m厚直径10cm~80cm的鹅卵石层，最上面辅设50cm厚的碎石层。

桥梁基础直接摆放放在上述3m厚的砂砾层上，基础和砂砾层间没有连接，可以在地震时产生向上及左右移动（但在运营期及小地震时不会滑动），同时起了隔震的作用。

该种设计方法经法国国立路桥大学实验中心进行的研究和离心模型试验验证。

设计要求施工误差为碎石厚度小于10cm，水平位置偏差小索塔及基础示意图于36cm，竖向沉降小于20cm。

每个支撑在加固土壤上的基础均由直径90m的砼沉箱构成。

由于沉箱尺寸较大，采用32片放射状梁进行加劲，每片梁厚1米，高度从中心的13.5米降到边缘的9米。

在此基础上，桥墩直径从底部的38米过渡到上端27米的园锥形构架，组成水下基础的上半部分，它的高度根据水深和桥墩位置从37米到53m不等。

目前，Rion-Antirion桥基础施工已全部完成，施工时，根据石油工业中普遍应用的钻井平台而特别建造了一条专用驳船（可以移动），并在驳船上装有设备可进行65m以下海床的挖掘、埋设钢管桩、铺设和找平砂砾层等主要的作业。

埋设钢管桩基础的施工方法是利用干船坞，将每个沉箱浇注到15米标高后，再被拖放至湿船坞，在那里完成锥形结构浇注，然后拖到永久墩位沉入水底。

邻近桥位的干船坞长200米，宽100米，深14米，允许两只沉箱同时施工。

第一只沉箱完工后将被拖至湿船坞，第二只沉箱半成品移至第一只沉箱的原先位置，同时也成为干船坞的阻水阀。

这样就能抽干船坞内的积水，完成第二干船坞内浇注基础底节15米沉箱的浇注，开始第三沉箱的施工。

在海平面以上的桥墩呈八边形，中间两只高26米，两边6米。

桥墩顶部是倒金字塔状结构，高16米，顶面为边长40米正方形。

再往上则是4根高强砼塔腿，每根尺寸为4×4×0.7米。

四根塔腿均朝中间倾斜，至塔顶处合并为整体，以保证支撑不均匀活载和地震荷载所必须的刚度。

塔腿顶部牢牢地嵌住35m高的上塔柱，上塔柱中心由刚架（钢锚箱）构成，与两堵厚2.5m的竖向砼墙相连，形成整体联结结构。

牵引就位在湿船坞处浇注锥形结构时，基础维持浮动和系泊状态，由放射状加劲梁构成的基础32个隔仓使基础保持铅垂状态，避免受风和水流影响。

电脑微分压舱系统也对其进行24小时监控。

当锥形结构浇注到桥墩在墩位处下沉时不被淹没的高度后，桥墩被拖轮拖到永久墩位，灌水加速下沉沉入海底，座在沙砾垫层上。

在桥墩结构施工过程中，要保持预载状态以校正细微沉降。

墩身、塔座采用立模浇注混凝土施工，索塔四肢及上端钢锚箱段采用滑模施工。

塔座施工塔身施工Rion-Antirion桥索塔采用C60~C70砼，设计时除了对砼强度提出了较高的要求外，对砼的延性指标等也规定了较高和具体明确的要求，在塔柱内布置螺旋钢筋的箍筋以提高砼延性，适应地震时塔顶可能发生的较大位移。

主塔顶部的高度距海面160m，设计计算塔顶位移为50cm，但实际可承受140cm。

索塔及钢箱梁安装广泛采用了大型浮吊，其吊装性能为 6000tm，悬臂最长40m，最大吊高170m。

Rion-Antirion桥索塔上端四肢合拢处构造复杂，钢筋密集，施工时采用陆上预制大型钢筋骨架，浮吊安装后立模浇注砼。

钢筋骨架巨型浮吊吊装钢锚箱R ion-Antirion桥索塔锚固采用钢锚箱，类似于诺曼底桥钢锚箱结构，设计每节钢锚箱重约30吨。

施工时，由于采用了大型浮吊直接安装，施工单位将七节钢锚箱在岸上拼成一体，一次起吊，提高了安装精度，加快了施工速度。

七节钢锚箱组拼成一体三、上部结构Rion-Antirion桥上部为五跨连续的全漂浮结构，主桥两端简支，双向4车道高速公路标准，采用肋板式钢-混凝土组合梁，梁宽27m，钢工字梁高 2.20m，间距22.1m，混凝土15 mm25Top Flange •width: 0.80 - 1.00 m •thickness: 40 - 80 mm Stay-Cables •spacing: 12.174 m •strands: 43 - 55 - 61 - 73 22.10 mBottom Flange •width: 1.00 - 1.35 - 1.70 m •thickness: 80 - 90 mm 2.20 m 桥面板厚 25cm ，采用C60的混凝土。

双排拉索锚固于上塔柱，向箱梁两边呈扇形倾斜并锚固于箱梁。

拉索系统采用钢绞线，强度等级为1770MPa ，HDPE 护套外设螺旋线防风雨振，在锚头处设R=4m 的园头处理，可以允许地震时的转动。

最大的拉索内含73索，每索直径15毫米，每跨设有2×23 对斜拉索，标准索距 12.15m 。

斜拉索经过了单索、多索疲劳试验。

由于梁是悬挂式的，它在没有约束的情况下能容纳温度活载和风等引起的位移。

但在设计中，桥墩和梁连接处，梁上局部增加了小纵梁以布置连接墩梁的固定阻尼器。

为了保持梁的抗风稳定性和减少运行中的活载和温度引起的纵横向位移，每墩设有一根四连杆机构的中间阻尼器，它的容许力为1000KN ，它可以在顺桥向限位1.6m ，横桥向几乎不动。

在大地震发生时，中间阻尼器破坏，梁的运动能在四只连到塔座上的液压阻尼器的作用下得到缓解，适应梁塔间正负1.3米的变位。

阻尼器的最大吸收力大约为3500KN ，在极端地震作用下，梁和塔柱间容许动态相对位移大约是3.5米，最大速度1.6米/秒。

这些阻尼器采用意大利FIP 产品，在美国进行试验、测试。

阻尼器主要参数F=CV αVmax=1.6m/sdmax=-1.5m~1.9mFmax=350tK=100N/m主桥两端连接引桥的位置必须容纳大量的、由温度、活载和地震力引起的梁端位移。

在活载作用下，纵向位移可达到2.5米，而横向位移可忽略不计。

极限状态下，两个方向均有可能产生最大5米的运动。

因此，梁端支撑设置了高14米、能承受竖向荷载和梁体纵向位移的竖向钢架。

箱梁和钢架间的连接和箱梁与塔基的连接类似，采用了支柱和两套阻尼器。

桥梁两端分别设有两个大型毛勒伸缩缝，伸缩量2×1.5m，在地震时允许其破坏。

箱梁由位于达灵顿的英国克里夫兰桥梁工程公司制造，梁节段长12米，宽27米（包含混凝土板），在现场组拼，每节重约325t。

采用平衡悬臂技术吊装：每节梁段运输到位后，用浮吊吊装，梁段通过专用的临时构架，栓于前节段，并调整位置，然后与两根新的拉索连接。

梁在拼装时，0#块用预应力束将其与塔墩临时固接。

大型浮吊吊装钢梁平衡悬臂施工钢梁安装临时连接装置四、引桥Rion-Antirion桥Rion侧引桥长392米，Antirion侧引桥239米。

因为桥位处的砂砾层在地震时可以引发液化现象，Antirion侧桥墩采用深桩基础，上部结构采用简支梁，墩、梁间采用阻尼器连接，以降低地震风险。

引桥墩、梁阻尼器五、建设计划由于抗震的需要，Rion-Antirion桥的设计和施工有其自身的特色。

这个造价7.5亿美元的项目由特许经营公司GEFYRA S.A的股东投资。

项目预计到2004年12月完工。

下图为Rion-Antirion桥主要建设计划安排。