５６桥梁结构 ＤＯＩ：ｔＯ．１６７９９６．ｃｎｋｉ．ｃｓｄｑｙｔｈ．２０１７．０７．０１７ 城市道桥与防洪 ２０１７年０７月第Ｏ７期 某特大桥桥型方案的拟定 吴念，陈立新 （中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北武汉４３００００） 摘 要：靖江溪特大桥位于宜昌港主城港区太平溪作业区，桥梁跨越靖江溪，针对该桥区域内的建设条件，介绍了前期桥型方 案的构思和桥梁方案的拟定过程，为类似工程提供借鉴和参考。 关键词：桥型方案；特大桥；方案比选 中图分类号：Ｕ４４２．５＋４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１７）０７—００５６－０４ １概述 本项目位于宜昌港主城港区太平溪作业区， 根据本项目总体平面布置，需要跨越靖江溪修建 座桥梁，用来连接溪两侧的物流园区。桥梁宽度 按照双向四车道设计，同时考虑在桥梁两侧设置 ２．５ ｉｎ人行道，横断面组成为０．２５ ｍ（栏杆）＋２．５ ｍ （人行道）＋ｌ５ ｍ（行车道）＋２．５ ｍ（人行道）＋Ｏ．２５ ｍ （栏杆）＝２Ｏ．５ Ｉ１３ 一出力，但枯季消落最低高程不低于１５５ Ｉｎ，以保证 水库变动回水区航道水深。考虑到靖江溪大桥主 桥桥墩施工复杂，施工周期长，在枯水期完成整个 主墩施工的可能性较小，因此在桥梁跨径拟定时， 考虑尽量减小下部结构水下施工深度，降低施工 难度。靖江溪主河道宽３９０ ｍ左右，主河道两侧地 形较平缓，当主桥跨径达到３９０ ｎｌ时，继续增大跨 ２技术标准 （１）设计荷载：公路一Ｉ级，人群荷载按《公路 桥涵设计通用规范｝（ＪＴＧ Ｄ６０－－２０１５）取值。 （２）设计水位：高水位１７３．１９３ ｍ（１９８５国家高 程基面）；低水位１４３．１９３ ｍ（１９８５国家高程基面）。 （３）通航等级：不通航。 ３靖江溪特大桥主桥桥型方案 根据地形和水位条件，桥位区设计水位为 １７３．１９３ ｍ，最低水位为１４３．１９３ ｍ，其中每年５月末 至６月初，三峡库区水位降至汛期水位１４５ ｍ。 整个汛期６～９月（集中了全年入库沙量的８８．８％， 入库水量６３．４％），除人库流量大于下游河道安全 泄量时拦蓄超额洪水、水库水位抬高外，一般维持 在１４５ ｉｎ运行。超过电站过流能力的水量，由溢流 坝段底孔下泄。汛末１Ｏ月水库蓄水，逐渐升高到 １７５ Ｉｎ运行。１２月至翌年４月底库水位按保证出 力要求运行，并逐渐降落，以增加下游流量和电站 收稿日期：２０１７—０３—１７ 作者简介：吴念（１９８４一），男，湖北武汉人，工程师，从事桥涵 设计工作。 径对主桥基础施工难度影响不大，故拟定靖江溪 特大桥主桥跨径３９０ ｍ，符合跨径要求的桥型包括 悬索桥、斜拉桥和拱桥。 综合考虑受力、景观、造价、施工等要求，主要 考虑的桥型方案有３９０ ｉｎ地锚式悬索桥（方案 ）、（１４０＋３９０＋１４０ ｍ双塔斜拉桥（方案二），以及 ４２９ ｍ（净跨径３９０ ｍ）中承式钢管混凝土拱桥（方 案三）。 ３．１方案一：３９０ ｍ单跨双铰地锚式悬索桥 本方案主桥结构形式采用单跨双铰地锚式悬 索桥，主跨布置为３９０ ｍ，主缆计算矢跨比１／１０，桥 梁总体布置如图１所示。 横桥向桥面采用双向四车道，两侧设置人行道， 横断面布置为０．２５ ｍ（栏杆）＋２．５ ｍ（人行道）＋ １５ ｍ（行车道）＋２．５ ｍ（人行道）＋Ｏ．２５ ｍ（栏杆），桥 面总宽２０．５ ＩＴＩ。桥梁两侧各设置０．５８ １ＴＩ吊索区。 桥梁横断面布置如图２所示。 （１）主塔。主塔为刚构式斜塔结构，材料为Ｃ５０ 钢筋混凝土。主塔中部和上部分别设矩形下横梁 和上横梁，塔柱由底部到上横梁底为矩形空心截 一面，纵向５．５～７．７ ｍ，横向５．５ ｍ，塔间横梁以上塔 高为５０．８５ ｍ（５７．６５ ｍ），塔柱壁厚０．６ ｍ。 （２）锚碇。两岸锚碇均采用重力式，锚碇基础 尺寸顺桥向长３０ ｍ，横桥向宽２６．７ ｍ。 ２０１７年ｏ７月第ｏ７期 城市道桥与防洪 桥梁结构５７ 鲁鼢ｊ己式箱粱。装配式箱梁’装配式箱粱 ， 钢主梁 ｔ星口 一一 ／／ Ｉ／／ ｌ／１ ｍ ｍ ｍ ｍ， 路辇 ８ 茸 瓷计水位１７３．１９３ｍ ｌ 皇搓 。 》 ｎ Ｉ＼ ｆ ｖ一低水位１４３．——／ ｌ１９３皿／１ （＿ Ｄ ａ ９ 《 ／＠ 图１靖江溪特大桥地锚式悬素桥方案（单位：ｃｍ） 固结，桥梁总体布置如图３所示。 横桥向桥面采用双向四车道，两侧设置人行 道 横断面布置为０．２５ ｍ（栏杆）＋２．５ ｍ（Ｘ行道）＋ １５ ｍ（行车道）＋２．５ ｍ（人行道）＋０．２５ ｍ（栏杆），桥 面总宽２０．５ ｍ。桥梁两侧各设置１．３ １１１拉索区。桥 梁横断面布置如图４所示。 图２靖江溪特大桥地锚式悬索桥方案横断面（单位：ｃｍ） （３）缆系统。本桥主缆采用预制平行钢丝索股。 吊索纵向间距１０ ｍ，横向间距２１．２ ｍ。每一吊点 图４靖江溪特大桥双塔斜拉桥方案横断面（单位：ｃｍ） 设置一根吊索。 （４）梁。主梁采用钢桁架，主桁架高４ Ｉｌｌ，横桥 （１）主梁。主梁采用混凝土预应力混凝土边主 向两片主桁架中心距２１．２ ｍ，上下平联间距５ １１１。 梁结构，主梁中心梁高２．５ ｍ，顶板厚０．３２ ｍｏ梁顶 （５）基础。主塔承台厚５．０ ｍ，平面尺寸为１６．５ ＩＴＩ 全宽２３．１ ｍ，主梁间设置横梁，横梁间距５～８ ｍ。 （顺桥向）×４４．５ ｍ（横桥向），下接１２根直径２．５ ｍ （２）索塔。主塔采用Ａ形塔，钢筋混凝土结构， 的桩基础。 采用Ｃ５０混凝土。索塔自索塔横梁顶面以上高度 ５８桥梁结构 的桩基础。 城市道桥与防洪 ２０１７年０７月第０７期 （５）施工工艺简述。本方案施工流程：完成桩 基、承台等下部结构施工 主桥下塔柱及塔横梁 的施工 浇筑主梁ｏ＃节段＿＋安装塔吊，采用翻模 或爬模逐段浇筑主塔混凝土一主塔施工完成后， 挂篮悬浇箱梁各节段混凝土，同时安装、张拉主梁 各节段对应的斜拉索 完成整个主桥结构的安装 与拼装工作一斜拉索索力和桥面标高调整到位一 主桥主体结构施工完毕。 ３．３方案三：４２９ ｍ中承式钢管拱桥 本方案主桥结构形式采用中承式钢管拱桥， 计算跨径４２９ ｍ（净跨径３９０ ＩＴＩ），桥梁总体布置如 图５所示。 图６靖江溪特大桥中承式拱桥方票横断面ｌ单位：Ｃ：ＴＩＩ） 成型为吊杆索体，极限抗拉强度为ｌ ８６０ ＭＰａ，两 端采用定型耐久性锚具，人行道以上的吊杆外套 哈佛管装饰。 （４）基础。拱座设计为分离式的钢筋混凝土拱 座，横向放坡成梯形结构，底宽１０ ＩＴＩ，顶宽７ １ＴＩ，设 计基础置于稳定的、完整的中风化基岩上，当开挖 横桥向桥面采用双向四车道，两侧设置人行 道，横断面布置为０．２５ ｍ（栏杆）＋２．５ ｍ（人行道）＋ １５ ｍ（行车道）＋２．５ ｍ（人行道）＋０．２５ ｍ（栏杆），桥 面总宽２Ｏ．５ ｒｎ。桥梁两侧各设置３．０５ ｉｎ吊索区。 桥梁横断面布置如图６所示。 （１）主拱。拱肋为钢管混凝土桁架结构，主孔 跨度为４２９ ｍ（净跨为３９０ ｍ），净矢跨比为１／４．５， 拱轴系数为１．４５。拱顶截面径向高为６．０ ｍ；拱脚 截面径向高为１４．０ ｍ，肋宽为４．０ ｍ；每肋为上、下 各２根西１ ３２０×２２（２６、３Ｏ、３４）ｍｍ，内灌Ｃ６０混凝 土的钢管混凝土弦杆；弦杆通过横联钢管４，７６２× １６ １Ｔｉｍ和竖向两根４，６６０×１２ ｍｍ钢管连接而构成 钢管混凝土桁架。吊杆和拱上立柱间距为１４．３ ｍ， 吊杆处竖向２根腹杆（拱脚段为立柱处径向２根 腹杆）间设横隔，加强拱肋横向连接。 （２）桥面梁。桥面梁由两道主纵梁（吊杆处）、 三道次纵梁、吊杆处主横梁、吊杆主横梁间设置的 四道次横梁组成格子桥面梁；主、次纵横梁均采用 工字形截面。格子梁上桥面板采用钢一混凝土组 后地质条件发生变化时，应适当处理地基或调整 基地标高。 （５）施工工艺简述。本方案施工流程：完成拱 座等下部结构施工，同时工厂预制主拱节段一船 运吊装主拱钢管拱肋ｆ包括风撑及主拱肋间横 梁），主拱圈合拢并焊接一灌注下、上弦管内混凝 土一吊装、安装吊杆及桥面纵、横梁 安装桥面板 及人行道板一完成桥面系施工 主桥主体结构施 工完毕。 ４靖江溪特大桥桥型方案比选 三个方案在技术上均可行、成熟，综合比选见 表１。 综合以上各方面，推荐方案二，即４×３０ ｉｎ Ｔ 梁＋（５５＋８５＋３９０＋８５＋５５）ｍ双塔双索面预应力混凝 土斜拉桥方案。 ５结语 本文结合靖江溪特大桥桥址区地形、水文、通 航和建设等要求，对其方案构思、跨径选择及桥型 方案进行了论证研究，最终确定采用４×３０ １ＴＩ Ｔ 梁＋（５５＋８５＋３９０＋８５＋５５）ｍ双塔双索面预应力混 合结构，桥面底面钢板厚８ ｍｍ，桥面板总体厚度 为１４ ｃｍ，桥面铺装为５ ｃｍ厚的改性沥青混凝土， 在水泥混凝土和沥青混凝土间设置防水卷材（纵 横梁顶）和防水涂料（格子梁跨中）。 （３）吊杆。吊杆采用西１５．２预应力钢绞线挤压 凝土斜拉桥方案。该方案景观效果好，施工技术成 熟可靠，后期养护费用低，对今后在类似地形条件 和水文条件下的桥梁设计有一定的借鉴和参考意 义 立匝１：４００ 图５靖江溪特大桥中承式拱桥方案（单位：ｃｍ） ２０１７年０７月第０７期 城市道桥与防洪 桥梁结构５９ 参考文献： ２０１６，４２（１７）：１８８－１８９． 【３】江显昌．闽侯大樟溪新南港大桥桥位和桥型方案比选［Ｊ】＿福建 ［１］ｌ陈奉民，等．太洪长江大桥建设方案研究【Ｊ】．公路交通技术， ２０１６．３２（３）：６６－７２． 建筑，２０１６（１０）：８６—９１・ 【４】尹超，吴志刚．环巢湖旅游大道杭埠河大桥总体设计【Ｊ】．中国市 【２】邓绍玉．某国道富春江大桥桥型方案比选研究［Ｊ】．山西建筑， 政工程，２０１５（５）：１７—１９・ ●’七七七七’ 七 七七七’ 七七★ 七七 七々々七々 七■ 七专七々七｜々■■＿七七专々｜七七’■专 ｜々々々 ＿ ’’’’ （上接第５５页） 综合分析以上比较情况，方案一在抗震性能、 施工工艺成熟度、造价用等方面具有较明显的优 势，但后期存在更换支座，养护费用较高，景观性 稍差的缺点；方案二在景观效果及工期上有一定 的优势，但后期养护维修费用较高，类似桥型国内 实施不多，技术成熟度相对较低；方案三具有景观 效果突出、施工工期较短的明显优势，但造价相对 较高，但本项目对景观要求高，推荐采用方案三。 经济性等多方面进行综合比选，最终确定技术可 行、经济合理的方案予以推荐，可为类似桥梁借 鉴。 参考文献： 【１］项海帆，等．桥梁概念设计【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２０１１． ［２】巩雯．高烈度地震区连续梁桥减隔震设计初步分析研究【Ｄ】．重 庆：重庆交通大学，２ｏ０９． 【３】吴陶晶，李建中，管仲国 减隔震装置作用机理及其在大跨度连 续梁桥中的应用【Ｊ】＿结构工程师，２００９，２５（４）：１０２—１０７． ４结论 本文以潮州市外环大桥新建项目为背景，对 于类似高烈度地震区、城市景观性要求高的桥梁 从抗震适应性、景观角度提出了三个桥型方案，并 从技术难度及可行性、施工工期、后期养护维修及 【４】陈金旺．波形钢腹板箱梁设计与计算［Ｊ】．中外公路，２００９，２９（５）： １２３－１２７． 【５】吴继峰，汤意，吴萍．卫河大桥波形钢腹板箱梁的设计【Ｊ】＿公路， ２０１０（１）：５７－６２． 【６】严国敏．现代斜拉桥［Ｍ］．四川成都：西南交通大学出版社，１９９６．
