楊根源，徐百成，宮玉明

（中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710068）

縣東路涇河特大橋方案設(shè)計探析

楊根源，徐百成，宮玉明

（中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710068）

縣東路涇河特大橋是連接涇河新城與西安的重要通道，建成后將成為涇河新城新的地標(biāo)性景觀建筑物。通過介紹總體設(shè)計思路，主橋、引橋橋型方案比選以及天鵝形獨塔斜拉橋方案的設(shè)計情況，可為以后的市政景觀橋梁方案設(shè)計提供有益的參考。

涇河大橋；主橋；引橋；方案

1 工程概況

縣東路是陜西省西咸新區(qū)涇河新城規(guī)劃路網(wǎng)中的南北向交通干道，向北與西咸環(huán)線相接，向南與機場專線、西安北繞城高速公路相接。涇河特大橋是縣東路跨越?jīng)芎拥闹匾刂菩怨こ蹋卷椖康膶嵤崿F(xiàn)西咸“半小時經(jīng)濟(jì)圈”的交通建設(shè)目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括如下幾個方面：a）道路等級：城市快速路，雙向8車道；b）設(shè)計速度：60km/h；c）汽車荷載：城-A級；d）地震：地震動峰值加速度為0.2g，地震基本烈度8度，Ⅱ類場地；e）標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度：3m（人行道）+6m（輔道）+1.5m（路燈帶）/5m（橋塔區(qū)）+15m（車行道）+1.5m（中央分隔帶）+15m（車行道）+1.5m（路燈帶）/5m（橋塔區(qū)）+6m（輔道）+3m（人行道）=52.5m/59.5m；f）設(shè)計洪水頻率：1/100；g）通航：無通航要求。

3 橋梁方案

3.1 總體設(shè)計思路

縣東路涇河特大橋?qū)儆诔鞘锌焖俾?，所選橋型除滿足上游行洪及交通運輸功能外，還要求結(jié)構(gòu)新穎、外形美觀，同時也應(yīng)該與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)，能夠與路網(wǎng)總體規(guī)劃相銜接，因此，大橋橋型的選擇和跨徑的確定，需綜合考慮規(guī)劃路網(wǎng)、行洪、景觀和工期等各種因素的影響。

3.2 橋梁長度的確定及孔徑布置

根據(jù)南北兩岸規(guī)劃大堤位置及橋梁起終點處填土高度對橋梁長度予以控制，應(yīng)將橋長控制在1 300m左右。主橋布置于涇河主河槽處，常水位時主河槽寬約60m，以一孔跨越主河槽為原則控制主橋孔徑；引橋布置于涇河南北兩側(cè)河灘地中，首先從橋下行洪考慮最小跨徑取30m，其次在跨越規(guī)劃大堤處，根據(jù)大堤交角及寬度，將橋梁孔徑調(diào)整為50m。

3.3 橋型選擇

主橋部分，在方案選擇時，對斜拉體系、懸索體系、梁式體系以及組合體系進(jìn)行了綜合分析，同時對西咸新區(qū)涇河管委會組織的橋型方案征集中，專家提出的“縣東路涇河特大橋橋型首推獨塔雙索面斜拉橋”的意見進(jìn)行了采納。對于引橋部分，從經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)省投資的角度考慮，結(jié)合上游行洪以及景觀上的要求，確定合理橋跨，與主橋橋型相協(xié)調(diào)，因此主要考慮梁式結(jié)構(gòu)為主。為此，本橋共擬三個方案（如表1所示）。

3.4 主橋方案比選

3.4.1 方案一：獨塔雙索面斜拉橋（見圖1、圖2）

本方案主橋長240m，采用120+120（m）獨塔斜拉橋布跨，主跨跨越現(xiàn)主河槽，橋梁全寬59.5m，采用整幅設(shè)計上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁，橋塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩塔連續(xù)、塔梁分開；主梁在與主塔相交處設(shè)置支座，結(jié)構(gòu)為半漂浮體系。為降低地震反應(yīng)，支座采用的HDR高阻尼減隔震支座，同時配合阻尼器的使用控制橋梁位移。

3.4.1.1 主塔

索塔采用天鵝造型空心薄壁箱形截面，塔高80m，塔頂鏤空圓柱形作為天鵝的眼睛，主塔底部15m為天鵝尾部造型，兩主塔在中上部位置設(shè)置一道橫系梁。主塔上塔柱尺寸橫向4.5m×順橋向7m，下塔柱橫向由8.5m漸變至底部的10m，順橋向?qū)挾扔?2.5m變化到11m。索塔底部天鵝尾部造型采用支架施工，其余部分采用爬模法施工。

3.4.1.2 主梁

本方案主梁采用邊箱梁開口截面，箱梁底面為平坡，梁高為3.5m，頂面為1.5%橫坡，拉索錨固位置的縱梁寬3m（見圖3）。

箱梁頂面全寬為59.5m，懸臂采用2.5m，邊腹板內(nèi)傾為5m，底板全寬為44.5m，邊腹板與頂、底板采用半徑6m的圓弧倒角。主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段為6m一段，節(jié)段處設(shè)橫隔板，橫隔板厚為40cm。為改善橋面板的受力，縱向在頂板下緣設(shè)置了3道加勁肋，加勁肋寬為30cm，高為70cm。主梁采用支架現(xiàn)澆。

3.4.1.3 斜拉索

斜拉索采用扇形布置，索面在主梁上順橋向標(biāo)準(zhǔn)間距6m，在索塔上的索距為2m。拉索采用OVM250鋼絞線拉索體系，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度為1 860MPa，拉索護(hù)套采用雙層彩色高密度聚已烯（PE）護(hù)套。斜拉索在主梁上錨固，在主塔上單端張拉。

3.4.1.4 基礎(chǔ)

基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)，鉆孔灌注施工工藝，樁基直徑1.8m。

3.4.2 方案二：自錨式懸索橋（見圖4）

本方案主橋長270m，采用60+150+60（m）雙塔懸索橋，邊跨跨越現(xiàn)主河槽。橋梁全寬為59.5m，采用整幅設(shè)計，上部結(jié)構(gòu)采用扁平鋼箱梁作為加勁梁，橋塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)。橋梁邊中跨比為0.4，主纜為平面線形，布置在鋼箱兩側(cè)，中跨矢跨比為1/6.5，吊索基本間距為10m。兩個邊跨分別設(shè)置3對吊索，中跨設(shè)置14對吊索。在每個吊點處，兩根平行吊索組成一組。

橋塔采用門式塔，塔高為35m，塔柱采用空心單箱單室截面，上塔柱尺寸橫向4m×順橋向4.5m，自下塔柱頂端開始，塔柱橫向及縱向開始線性變寬，至下塔柱底端橫、縱向均為6m。上部鋼箱梁采用整體斷面，梁高為3m，全寬為59.5m，標(biāo)準(zhǔn)梁段為10m長，鋼箱梁頂、底板采用正交異型板，箱梁腹板采用直腹板。

3.4.3 方案三：變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋（見圖5）

本方案主橋長270m，采用75+120+75m變截面連續(xù)梁橋，邊跨跨越現(xiàn)主河槽，橋梁全寬55m，采用上下行分幅設(shè)計，單幅橋梁寬度26m=3m（人行道）+6m（自行車、公交車道）+1.5m（側(cè)分帶）+15m（行車道）+0.5m（護(hù)欄），上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋墩為寶瓶形實體墩，基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)。

方案三的主梁采用等寬度直腹板單箱雙室現(xiàn)澆箱梁截面，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)橫向、豎向和縱向三向預(yù)應(yīng)力。箱梁頂板寬為26m，底板寬為17m，懸臂長度為4.5m，支點根部高為7m，跨中梁高為2.9m，梁底按照1.8次拋物線漸變的方式設(shè)計。

3.4.4 橋型方案比較

主橋橋型方案比較情況見表2。

3.5 引橋方案比選

引橋位于涇河河灘及河岸階地上，跨越?jīng)芎右?guī)劃大堤，無交叉道路，結(jié)合橋址處的地形、地質(zhì)、水文條件及主橋橋型綜合考慮，分別選用現(xiàn)澆連續(xù)箱梁方案、裝配式連續(xù)箱梁2種引橋方案進(jìn)行比選。

3.5.1 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁

3.5.1.1 單箱魚腹梁方案（見圖6）

該引橋方案與獨塔雙索面斜拉橋方案配合，上部采用單箱大懸臂魚腹式外形，與主橋天鵝形橋塔相得益彰，下部采用雙柱式弧形墩，造型優(yōu)美，雙柱間間距較大，平整后可利用，墩柱自橋梁邊緣內(nèi)收較多，將來如果增加輔道，可減少用地。該方案半幅橋?qū)?6.0m/29.5m，跨規(guī)劃大堤處采用50m跨變截面箱梁，其余采用30m跨等截面箱梁。

3.5.1.2 雙箱三室方案

該引橋方案與主橋變截面連續(xù)箱梁方案相配合，根據(jù)主行車道與輔道劃分箱室，即對應(yīng)15m寬主行車道采用單箱雙室截面，對應(yīng)6m寬輔道采用單箱單室截面，上部采用小懸臂直腹板截面，下部采用“寶瓶形”實體墩，墩柱自橋梁邊緣內(nèi)收，造型優(yōu)美。該方案半幅橋?qū)?6m，跨規(guī)劃大堤處采用50m跨徑，其余采用30m跨徑，縱向等梁高，箱室外懸臂2.5m，采用直腹板，與主橋變截面連續(xù)梁斷面匹配，橋梁采用雙箱三室截面（見圖7）。

3.5.2 裝配式連續(xù)箱梁

上部采用先簡支后連續(xù)組合箱梁，上部結(jié)構(gòu)可在橋位附近場地化預(yù)制，施工方便快捷，質(zhì)量容易保證，采用機械吊裝或架橋機架設(shè)，施工工期較短。下部采用小間距大懸臂墩（見圖8）。本方案造型優(yōu)美、挺拔，節(jié)省用地，懸臂下平整后可利用，將來如果增加輔道，可減少用地。

3.5.3 橋型方案比較及推薦方案

橋型方案比較情況見表3。

4 橋型設(shè)計要點

綜上比較結(jié)果可知，橋型設(shè)計要點包括如下幾個方面：a）索塔為天鵝造型，其豎向有一定的弧度而非常規(guī)的豎直，索塔截面受力復(fù)雜；b）橋梁橫向?qū)挾瘸瑢挘?9.5m），對于超寬箱梁，其橫向的變形、應(yīng)力應(yīng)引起高度重視；c）本橋所處橋位地震動峰值加速度為0.2g，基本抗震烈度為8度，橋梁的抗震設(shè)計非常關(guān)鍵。

5 結(jié)語

縣東路涇河特大橋為一典型的市政景觀橋梁，經(jīng)過主橋、引橋不同橋型組合的綜合比較，本橋最終選定了主橋天鵝形獨塔斜拉結(jié)構(gòu)，引橋單箱魚腹梁現(xiàn)澆箱梁，主橋引橋配合較好，與涇河濕地景觀相得益彰。

[1]顧安邦.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]樊凡.橋梁美學(xué)[M].北京：人民交通出版社，1987.

[3]JTG/T D65—01—2007，公路斜拉橋設(shè)計細(xì)則[S].

Bridge Type Design of Jinghe River Bridge in Xiandong Road

YANG Gen-yuan,XU Bai-cheng，GONG Yu-ming
(CCCC First Highway Consultants Co.,Ltd.,Xi′an 710068,China)

Jing river bridge in Xiandong road is an important channel connecting Jing river metro and Xi′an,and it will become the new landmark landscape buildings in Jing river metro.This paper mainly introduces the overall design thought，bridge type scheme comparison of main bridge and approach spans，and the design of the swan-shaped single tower cable-stayed bridge.The bridge is novel in structure,beautiful in appearance,and it complements the Jing river wetland landscape,which can provide reference for the later municipal landscape bridge project.

Jing river bridge;main bridge;approach span;scheme

U442.5

A

1002-4786（2013）09-0086-05

楊根源（1981—），男，四川人，工程師，本科。

2012-11-21