楊光強 楊 健 鄧曉紅

（貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司 貴陽 550081）

1 工程概況

擬建夜郎湖特大橋位于貴州省赤水至望謨高速公路織金至普定段，為跨越夜郎湖而設，橋位距普定縣城約7 k m，有省道至橋位附近，交通較便利。

橋區(qū)內(nèi)的地質構造主要表現(xiàn)為褶皺、斷層。普定岸橋臺縱橫坡較陡，織金岸橫坡較緩，地表受侵蝕、溶蝕作用強烈，軸線地表高程在1 137.3～1 244.0 m之間，相對高差106.7 m。橋區(qū)大部分基巖裸露，植被不發(fā)育，為溶蝕型低中山溝谷地貌。

橋區(qū)屬長江流域之烏江水系。橋區(qū)地表水為夜郎湖湖水，測時水位1 137.3 m，最高洪水位1 145.0 m。

橋區(qū)覆蓋層為殘坡積層（Qel＋dl）粉質粘土，下伏基巖為三疊系關嶺組二段（T2g2）灰?guī)r夾泥質白云巖。地層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀125°∠14°。巖體節(jié)理發(fā)育，主要節(jié)理有50°∠80°，180°∠75°2組，節(jié)理間距為30～50 c m，巖體較破碎。

橋位區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)活動性斷層通過，橋區(qū)內(nèi)地質構造較簡單。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306－2001）查得測區(qū)地震動反應譜特征周期為0.4 s，地震動峰值加速度為0.05g，橋區(qū)地震基本烈度為VI度。

2 設計主要技術標準

主要技術標準如下［1］：

（1）公路等級：高速公路。

（2）橋面寬度：雙向4車道，橋面寬度為21.5 m＝0.5 m（防撞護欄）＋9.5 m（凈空）＋2×0.75 m（中央分隔帶）＋9.5（凈空）＋0.5（防撞護欄）m。

（3）設計行車速度：80 k m／h。

（4）汽車荷載：公路-I級。

（5）橋梁設計洪水頻率：1／300。

（6）風荷載：百年一遇基本風速取為25.8 m／s。

（7）地震基本烈度：橋區(qū)地震基本烈度為VI度，按VII度采取抗震構造措施。

3 橋梁方案構思及方案比選

3.1 橋梁方案構思

本橋是為跨越夜郎湖而設，普定岸橋臺縱橫坡較陡，織金岸橫坡較緩，地表受侵蝕、溶蝕作用強烈，軸線地表高程在1 137.3～1 244.0 m之間，相對高差106.7 m。橋區(qū)大部分基巖裸露，植被不發(fā)育，為溶蝕型低中山溝谷地貌，橋梁設計不受洪水位控制。

本橋位橋形方案選擇的原則為：①河谷斷面呈U形，兩岸地形較陡，不良地質發(fā)育。在選擇合理的孔跨布置時，應盡量使兩岸主墩位置避開不良地質及地面縱橫坡陡峭段，以減少基礎處理費用，并便于施工；②本橋位處于河谷地帶且線位較高，而橋梁主要受力構件建筑高度大，橋型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穩(wěn)定性；③橋型方案及橋跨的選取應考慮施工安全、方便，在滿足橋梁使用功能的基礎上，盡可能使用成熟可靠的橋型結構并同時考慮新技術、新工藝和新材料，降低工程造價，加快施工速度，減小施工風險。

因此在方案構思時，結合橋位處的水文、地質、氣象等有關資料，提出3個橋型方案：①主橋選用1-210 m鋼筋混凝土懸澆箱形拱橋；100 m＋180 m＋100 m預應力混凝土連續(xù)剛構橋；1-210 m鋼管混凝土拱橋。并對鋼筋混凝土懸澆箱形拱橋、預應力混凝土連續(xù)剛構橋及鋼管混凝土拱橋作了全面分析比較，提出夜郎湖特大橋的推薦方案。

3.2 設計方案

（1）1-210 m鋼筋混凝土箱形拱橋。主孔凈矢跨比1／5，拱上排架采用矩形雙柱式鋼筋混凝土立柱，行車道采用17孔13.2 m空心板。引橋織金岸2-30 m T梁、普定岸3-30 m T梁；橋型布置見圖1。

圖1 鋼筋混凝土箱形拱橋橋型布置圖（單位：c m）

主拱圈為分離式布置，單幅橋主拱圈為等高度懸鏈線鋼筋混凝土箱型截面，單箱雙室截面，凈跨徑210 m，凈矢高42 m，凈矢跨比1／5，拱軸系數(shù)m＝1.988，箱型截面寬8.5 m，高3.8 m。主拱圈采用掛籃懸臂澆筑施工法進行施工。箱拱典型斷面見圖2。

圖2 箱拱典型斷面圖（單位：c m）

兩岸拱座位于完整的基巖上，基巖完整性好，強度高，基礎采用擴大基礎；引橋橋墩采用雙柱式圓形橋墩，樁基礎，人工挖孔；橋臺采用擴大基礎。

（2）100 m＋180 m＋100 m預應力混凝土連續(xù)剛構橋。橋梁邊中跨比0.556，最大墩高58 m，全橋長396 m，橋型布置圖見圖3。

圖3 預應力混凝土連續(xù)剛構橋橋型布置圖（單位：c m）

箱梁分離式布置，上部箱梁為變截面單箱單室斷面，箱頂寬10.73 m（包括0.23 m后澆帶），底寬6.5 m。箱梁頂面設單向2.0%的橫坡（左右幅對稱布置）。0號梁段梁高為11.5 m，現(xiàn)澆段和合龍段梁高均為4.0 m，其間梁底下緣曲線按1.6次方拋物線變化。箱梁典型斷面見圖4。

主墩采用雙薄壁矩形空心墩，橫橋向6.5 m，順橋向3.0 m，兩片墩間凈距為5.0 m。墩身上部端與箱梁0號梁段固接，下部端與承臺固接，采用16根直徑2.0 m樁基承臺整體式基礎；橋臺為重力式橋臺，擴大基礎。主橋上部結構箱梁采用掛籃懸臂澆筑施工；橋墩采用翻模施工，樁基機械成孔。

圖4 箱梁典型斷面圖（單位：c m）

（3）1-210 m鋼管混凝土拱橋。主孔凈矢跨比1／5，拱上排架采用鋼管混凝土立柱，行車道采用17孔13.2 m空心板。引橋織金岸2-30 m T梁、普定岸3-30 m T梁，全橋長388.4 m。橋型布置見圖5。

圖5 鋼管混凝土拱橋橋型布置圖（單位：c m）

主拱圈為整體式布置，主拱圈為變高等寬鋼管混凝土桁架結構，弦桿由12根直徑920 mm×壁厚14 mm鋼管組成，內(nèi)填C60混凝土，凈跨徑210 m，凈矢高42 m，凈矢跨比1／5，拱軸系數(shù)m＝1.988，桁架截面寬17.5 m，高5～8 m。腹桿、平聯(lián)、橫系梁均采用直徑351 mm×8 mm鋼管，僅個別斜腹桿內(nèi)灌注C60混凝土，其余腹桿均不灌注混凝土。拱上立柱也采用鋼管混凝土排架，采用直徑351 mm×8 mm鋼管，內(nèi)填C50混凝土。鋼管拱圈采用吊裝法進行施工。鋼管混凝土拱圈典型斷面見圖6。

圖6 鋼管混凝土拱圈典型斷面圖（單位：c m）

兩岸拱座位于完整的基巖上，基巖完整性好，強度高，基礎采用擴大基礎；引橋橋墩采用雙柱式圓形橋墩，樁基礎，人工挖孔；橋臺采用擴大基礎。

3.3 設計方案比選

本橋方案設計階段對3個不同橋型方案進行比較，3個方案主橋在技術上是成熟的、施工上是可行的、風險上是相近的，橋型方案主要從工程的經(jīng)濟性、設計施工難易程度及景觀效果等方面進行比選，比選情況見表1。

表1 各設計方案分析比較

鋼筋混凝土箱形拱橋造型美觀，蒼勁有力，與環(huán)境相協(xié)調，210 m的主跨跨徑雖然在全國范圍內(nèi)有所突破（國內(nèi)采用懸澆方法已完成182 m箱形拱橋建造），但在設計、施工技術方面已有成功經(jīng)驗，設計施工技術較成熟，造價最低，后期養(yǎng)護費用低，工期較短，對環(huán)境的影響較小。因此鋼筋混凝土箱形拱橋方案完全符合安全、經(jīng)濟、實用、美觀的結構設計原則。經(jīng)綜合比較，選用主跨210 m鋼筋混凝土箱形拱橋作為推薦方案。

4 結語

大橋方案設計著眼于景觀、施工難易程度、工期和經(jīng)濟等方面，主橋推薦方案綜合考慮采用了主跨210 m鋼筋混凝土箱形拱橋，在景觀效果、工程造價、工期方面均存在較大優(yōu)勢，能較好地適應建設方的要求。但橋梁結構跨度較大，跨度超越了國內(nèi)當前同類橋梁最大跨度，位居首位，設計、施工有一定難度。因此，下一步設計中應著重考慮加強結構尺寸的比選、構造處理、結構計算分析以及試驗驗證，以確保大橋安全可靠。

［1］ JTG D60－2004公路鋼橋涵設計通用規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 馬保林.高墩大跨連續(xù)剛構橋［M］.北京：人民交通出版社.2001.

［3］ 陳寶春.鋼管混凝土拱橋［M］.北京：人民交通出版社.2007.