北盤江大橋總體設(shè)計

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1、文章編號:0451-0712(2009)07-0218-07中圖分類號:U448125文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B北盤江大橋總體設(shè)計佘遠(yuǎn)程1,曹洪武2,楊鴻波1(11貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院貴陽市550001;21中鐵大橋勘測設(shè)計院有限公司武漢市430050)摘要:貴州鎮(zhèn)勝公路北盤江特大橋全長964m,主跨為636m的簡支鋼桁梁懸索橋。重點介紹該橋的建設(shè)條件、總體布局及方案比選、主橋結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)特點和科研創(chuàng)新工作。關(guān)鍵詞:鋼桁梁懸索橋;總體設(shè)計;創(chuàng)新1工程概況貴州鎮(zhèn)勝公路北盤江特大橋(圖1)位于黔西南州晴隆縣光照鎮(zhèn)以東約7km,是“五縱七橫”國道主干線系統(tǒng)中的一橫(GZ

2、65)———滬瑞國道主干線貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)公路上跨越北盤江大峽谷的一座特大型橋梁。這座大橋的建設(shè)對完善貴州交通網(wǎng)絡(luò)總體布局、促進(jìn)貴州西部區(qū)域的經(jīng)濟繁榮都具十分重要的意義。2建設(shè)條件211地形、地貌單位:m圖1北盤江大橋橋型布置和地形的影響,氣候類型較復(fù)雜,垂直變化十分明顯。區(qū)內(nèi)氣候溫和,多年平均氣溫18℃,極端最高橋位區(qū)位于云貴高原的東南部,北盤江以129°流向橫穿測區(qū),兩岸地勢陡峭,地形變化急劇,起伏大,從橋面往下河谷深達(dá)300m。橋位區(qū)地貌為溶蝕侵蝕之巖溶峽谷地貌,區(qū)內(nèi)北盤江干流兩岸900m高程臺面保存較好,900m高程以下沿江地帶為峰叢峽谷。212氣

3、象特征橋位區(qū)處于亞熱帶高原氣候區(qū),由于大氣環(huán)流氣溫3714℃,極端最低氣溫-212℃,多年平均相對濕度一般為74%以上。213水文特征橋位區(qū)河面寬度約為100m,相應(yīng)水深約為313m,歷史最高洪水位為5751340m,水面距橋面約320m。橋區(qū)水位對橋梁建設(shè)無影響。214工程地質(zhì)橋位區(qū)基巖裸露,僅局部分布少量覆蓋層,基巖收稿日期:2009-03-20主要為薄至中厚層泥質(zhì)白云巖、角礫狀泥質(zhì)白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r,隱節(jié)理極為發(fā)育,強風(fēng)化特征不甚明顯,巖體強度受密集隱節(jié)理和溶蝕影響,巖體強度相對較低,橋位區(qū)強風(fēng)化層厚度一般為315～715m。臨河兩岸岸坡分布有較大范圍卸

4、荷裂隙帶,鎮(zhèn)寧岸主墩外側(cè)發(fā)育有深切的大型張裂縫。215地震烈度工程區(qū)所在晴隆、關(guān)嶺地區(qū)處于斷裂構(gòu)造與地震弱活動的過渡區(qū),是貴州弱震活動背景中地震活動強度、頻度最高的地區(qū)。近年來這一地區(qū)弱震頻繁,且有5級左右地震發(fā)生,具有中強地震活動的背景。自1945年以來記載了20余次地震,其中烈度約Ⅵ度、震級5級左右的破壞性地震5次。根據(jù)《貴州省鎮(zhèn)寧至勝境關(guān)公路重點工程場地地震安全性評價及工程場區(qū)地震動區(qū)劃報告》,工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。3主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)北盤江特大橋主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。(1)公路等級:高速公路;(2)設(shè)計行車速度:80km/h;(3)橋梁設(shè)計荷載:按汽車—超20

5、級設(shè)計,掛—120驗算;(4)橋面寬度:雙向4車道,每車道3175m,中間分隔帶寬115m,兩側(cè)各設(shè)310m緊急停車帶以及0175m的檢修道;(5)橋梁設(shè)計洪水頻率:1/300;(6)坡度:縱坡≤5%,橫坡2%;(7)設(shè)計水位:+575134m;(8)主梁設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速33m/s;(9)工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,場址基巖加速度峰值分別為:17cm/s2(100Y63%),58cm/s2(100Y10%),104cm/s2(100Y2%)。4橋型方案研究411橋型方案的設(shè)計原則從本橋的實際情況出發(fā),橋型方案的擬定按以下原則進(jìn)行:(1)北盤江峽谷呈V字形,兩岸地形陡

6、峭,鎮(zhèn)寧岸岸坡橫向坡度較大,勝境關(guān)岸臨江側(cè)山體縱坡較陡、巖體較為破碎,選擇合理的孔跨布置,將兩岸主墩位置避開不良地質(zhì),是本橋橋型方案選擇的重要控制因素;(2)本橋處于峽谷地帶,且橋面建筑高度大,橋式方案無論在施工過程還是成橋運營階段均須具有較好的抗風(fēng)穩(wěn)定性;(3)由于本橋位于荒野,地勢起伏很大,施工設(shè)備和材料的運輸以及施工場地的布置均是橋型方案選擇中必須考慮的因素,應(yīng)將運輸材料重量控制在15t以下;(4)橋型方案及橋跨的選取應(yīng)考慮施工安全、方便,在滿足橋梁使用功能的基礎(chǔ)上,盡可能地使用成熟可靠的橋型結(jié)構(gòu)及新技術(shù)、新工藝和新材料,降低工程造價,加快施工速度,減少施

7、工風(fēng)險。通過研究,最終擬定4個方案進(jìn)行比選。412方案比選(1)方案一:主跨465m預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面斜拉橋,見圖2。單位:m圖2主跨465m預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋方案橋型布置孔跨布置為(34+191+465+191+34)m,邊中跨比01484。主塔墩高分別為126m、56m,輔助墩最大高度40m,施工最大雙懸臂長度175m。(2)方案二:主跨536m單跨雙鉸簡支鋼桁加勁梁懸索橋,見圖3。單位:m圖3主跨536m鋼桁加勁梁懸索橋方案橋型布置主跨536m,主纜邊跨185m,邊中跨比01345。主塔墩高分別為84m、56m,引橋最高墩高78m。(3)方案三:主

8、跨648m單跨雙鉸簡支鋼