貴溪大橋主橋設計和施工（一）.doc

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1、貴溪大橋主橋設計和施工（一）——總體吳小云（北京建達道橋咨詢有限公司駐贛辦330002）摘要：貴溪大橋橋型新穎、獨特，建成后已成為貴溪市的標志性建筑?，F(xiàn)就貴溪大橋橋位、橋型和總體設計、施工的要點和關(guān)鍵問題進行較為詳細的介紹。關(guān)鍵詞：橋梁工程；橋位；橋型；施工方法0前言貴溪大橋為直線橋梁，主橋跨徑209.6m+50m+40m；引橋跨徑4×30m，橋梁全長439m（圖1）。主橋為跨徑209.6米的獨塔無背索斜拉橋，上部構(gòu)造主梁采用混合梁型式，塔側(cè)及主孔1號輔助墩側(cè)主梁采用預應力混凝土箱梁，其余為封閉式流線形扁平鋼

2、箱梁，長174m；邊孔采用預應力混凝土箱梁。主橋下部構(gòu)造主塔處采用圓形實體挖孔樁基礎；輔助墩采用薄壁墩，樁基礎。引橋采用先簡支后連續(xù)預應力混凝土小箱梁，實體薄壁墩，肋板式橋臺，樁基礎。該橋于2006年3月動工建設，2009年1月6日竣工通車，建成時其主跨跨徑為同類橋梁中全國第一，大橋主體工程造價約9000萬元。圖1總體布置圖單位：m1主橋結(jié)構(gòu)受力特點常規(guī)斜拉橋由于塔兩側(cè)均有斜拉索，在恒載作用下兩側(cè)斜拉索水平力可保持平衡，僅在活載及附加荷載下主塔結(jié)構(gòu)承受一定的水平力及彎矩。無背索斜拉橋橋塔上僅有單側(cè)斜拉索，索塔

3、受力表現(xiàn)為傾斜的懸臂梁，通過單側(cè)拉索將自身的自重力矩來平衡主梁重量產(chǎn)生的力矩。整體平衡示意如圖2圖2整體平衡示意圖式中：-拉索區(qū)段塔及梁的重量;-拉索區(qū)段塔及梁重心到固結(jié)點O的距離;則自重作用下有拉索區(qū)段塔及梁分別對固結(jié)點O的力矩為：若要求在自重作用下整體結(jié)構(gòu)平衡，則：合力矩得整體平衡公式：以上就是無背索斜拉橋整體受力平衡的基本公式。該公式表明，此類橋型主梁的截面形式、自重集度、支承位置等均和索塔的傾角、自重集度、截面剛度、無索段的長度等有關(guān)。一般斜拉橋主塔兩側(cè)的梁重可基本平衡，主梁重量的增減主要影響索塔截面

4、的法向應力，而無背索斜拉橋主梁重量的增減就直接影響到索塔結(jié)構(gòu)的整體布置和截面尺寸。因此，如果是相同跨徑的一般斜拉橋，完全可以采用混凝土主梁，而選用無背索斜拉橋，就不能不絕大部分采用鋼主梁。上述基本公式只是反映該橋型的受力特點，在具體設計中還必須考慮結(jié)構(gòu)承受的各種永久的、可變的和偶然的荷載作用，而且在這些荷載作用下還必須具有足夠的安全度，故在初擬結(jié)構(gòu)各部分尺寸后，計算分析結(jié)果不夠滿意，又需次調(diào)整相應尺寸和設計參數(shù)，故設計是一個反復調(diào)整和計算過程。經(jīng)反復計算確定了以下數(shù)據(jù)：索塔水平傾角640，拉索水平傾角240，

5、梁上索距13m，在此基礎上，通過計算確定索塔截面如圖3，截面四角進行了倒角，以利降低風振的影響。圖3索塔截面（單位：m）根據(jù)梁塔平衡的基本要求，確定了鋼箱梁長度174m，索塔斜向長度為128.8m，其垂直高度為111.8m。2總體布置2.1橋位地形、地質(zhì)條件貴溪大橋跨越信江，橋位在貴溪鐵路大橋上游約300m處，處于信江最狹窄的河段上，橋位上游0.6km處和下游2.6km處河道均有彎曲，橋址河段順直，復式斷面，西岸地勢較高，為紅砂巖露頭的崗阜；東岸地勢較平坦，洪水時漫灘，土質(zhì)岸線明顯，汛期灘流較小。橋址區(qū)屬平原

6、微丘地貌，橋址區(qū)覆蓋層為第四系全新統(tǒng)沖積層，下伏中生代白堊紀和第四紀巖層，巖性為紅砂巖、砂礫巖。2.2跨徑和結(jié)構(gòu)布置由于橋址河段系信江最狹窄的河段，汛期水位變幅大，流速高，故主跨采用了基本一跨過江的跨度209.6m。為提高主跨的剛度和行車平順性，主橋部分增加了與主跨連續(xù)的50m+40m輔助跨，采用預應力混凝土整體箱梁，既利于結(jié)構(gòu)受力，亦使信江主槽邊部仍有較大的泄洪跨徑。由于東岸在洪水時漫灘較嚴重，在灘地上布置了4×30m引橋，采用先簡支后連續(xù)預應力混凝土小箱梁結(jié)構(gòu)。由于大橋位于城區(qū)，從景觀考慮，輔助跨墩和過渡

7、墩均設計成“寶瓶”式。2.3主梁設計為了使橋跨結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)整體受力更趨與合理，本橋設置了兩個鋼混結(jié)合段，鋼-混分界線的位置選擇在主跨的東側(cè)10m，西側(cè)19m主梁受力和變形相對較小處。由于增大了支點附近主梁的剛度和重量，有利于主跨內(nèi)力和變形，由于減短了鋼箱梁長度，也節(jié)省了不少造價。鋼箱梁標準梁段橫斷面為整體式箱形斷面，由中部閉合箱與兩邊懸臂組成，梁頂寬28m，底寬11.2m，中心梁高3m，懸臂長4m，標準節(jié)段長13m，橫隔板間距3.25m，懸臂部分的腹板與箱內(nèi)橫隔板相對應，鋼箱梁的連接采用全焊形式?；炷料淞?/p>

8、為變截面，與鋼梁的連接處外形與鋼箱梁保持一致，為單箱四室斷面，輔助墩頂梁高4m，邊跨跨中及邊跨端部梁高2m。在平面上，大橋在平面上按直線布置，橋面總寬28.0m；由于橫向?qū)挾?m的索塔及拉索布置在橋面中心線處，占據(jù)了部分機動車道，故在主塔處將橋面變寬至34m，采用曲線形式繞避主塔；在1號輔助墩和2號輔助墩之間橋面寬度由28m變寬至26.5m，以使主、引橋銜接平順。2.4拉索設計大橋拉索布置采用豎琴式