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        鋼結(jié)構(gòu)橋梁在安徽省的應(yīng)用

        2016-06-05 14:58:23唐國喜吳平平
        工程與建設(shè) 2016年5期
        關(guān)鍵詞:總用鋼量主橋

        唐國喜, 吳平平

        (安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司 橋梁分院,安徽 合肥 230088)

        鋼結(jié)構(gòu)橋梁在安徽省的應(yīng)用

        唐國喜, 吳平平

        (安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司 橋梁分院,安徽 合肥 230088)

        安徽省地處江淮流域,水系較為發(fā)達(dá)。隨著我國交通的大發(fā)展,截止2015年末,全省國省道、高速橋梁總計9 000余座,但由于我國早期鋼產(chǎn)量較低等原因,安徽省鋼結(jié)構(gòu)橋梁總計不到200座;主要鋼結(jié)構(gòu)橋梁為長江、淮河特大橋以及市政景觀橋。但近年來,隨著低高度梁、工業(yè)化鋼板梁等大規(guī)模推進(jìn),鋼結(jié)構(gòu)橋梁如雨后春筍般在江淮大地拔地而起。

        鋼結(jié)構(gòu)橋梁;低高度梁;工業(yè)化;鋼板梁

        1 概 述

        安徽地處長江下游、淮河中游,長江三角洲腹地,居中靠東、沿江通海,東西寬約450 km,南北長約570 km,土地面積13.94萬km2。截至2015年底,全省公路總里程達(dá)18.7萬km。其中高速公路通車?yán)锍? 246 km,一級公路里程達(dá)到3 166 km,二級及以上公路里程超過1.8萬km;高速公路橋梁5 000余座,普通國省道3 860座;在全省9 000余座橋梁中,鋼結(jié)構(gòu)橋梁不到200座,占全部橋梁比例不足2.3%。這與歐美國家鋼結(jié)構(gòu)橋梁使用比例超過40%相去甚遠(yuǎn)。

        2016年7月1日,交通運輸部對全國交通運輸部門發(fā)出了“關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見”。根據(jù)“意見”精神、“十三五”期間,我國及我省將快速推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)。

        2 常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)橋梁在安徽省的應(yīng)用

        2.1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁在長江橋上的應(yīng)用

        蕪湖長江公鐵兩用橋梁(圖1)主橋鋼梁長2 193.7 m,主跨312 m,為整體栓焊鋼結(jié)構(gòu)。該橋由于全面實施“高強、整體、輕型、大跨”的技術(shù)政策,解決了荷載重、跨度大等引起的許多技術(shù)難題,代表了當(dāng)時我國橋梁結(jié)構(gòu)鋼的最高水平。橋梁總用鋼110 000 t,公路橋面寬21 m,每m2用鋼量2 380 kg。[1]

        安慶長江公路大橋(圖2)是為五跨連續(xù)雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋,主跨跨徑510 m,橋?qū)?0 m,采用倒Y型雙塔,全焊扁平流線型鋼箱梁,造型美觀、其跨徑時列國內(nèi)鋼箱梁斜拉橋第八,是八百里皖江上第二座長江公路大橋。主橋鋼箱梁總用鋼量16 429.8 t,每m2用鋼量526.6 kg。[2]

        圖1 蕪湖長江大橋?qū)嵕皥D

        圖2 安慶長江大橋?qū)嵕皥D

        馬鞍山長江公路大橋(圖3)——采用三塔兩跨1 080 m懸索橋,位列世界同類橋型第一,主纜長度突破3 000 m,鋼混疊合塔規(guī)模世界第一,并首次采用塔梁固結(jié)體系。加勁梁采用扁平流線型鋼箱梁,全寬38.5 m。主橋鋼箱梁總用鋼量36 533.8 t,中塔鋼-混疊合塔總用鋼量9 698.9 t,每m2用鋼量648.6 kg。[3-5]

        望東長江大橋(圖4),主跨638 m鋼-混凝土組合梁斜拉橋,為目前在建的世界最大跨組合梁斜拉橋。主橋總用鋼量13 495.4 t,每m2用鋼量306.7 kg。

        蕪湖長江二橋(圖5)——中國跨徑最大(806 m)的雙塔四索面斜拉橋。主橋全長1 622 m,寬53 m,結(jié)構(gòu)形式為鋼箱梁斜拉橋,主橋鋼梁段總用鋼量33 021 t,每m2用鋼量612 kg。

        圖3 馬鞍上長江大橋?qū)嵕皥D

        圖4 望東長江大橋效果圖

        圖5 蕪湖長江二橋效果圖

        2.2 鋼結(jié)構(gòu)橋梁在淮河橋上的應(yīng)用

        蚌埠市大慶路淮河橋(圖6)主橋采用80 m+200 m+80 m鋼箱梁自錨式懸索橋,鋼箱梁寬41.5 m。主橋總用鋼量7 886.9 t,每m2用鋼量528 kg[6]。

        長淮衛(wèi)淮河大橋(圖7)是蚌埠市中環(huán)線的重要組成部分,為三跨連續(xù)鋼桁拱橋,主橋跨徑布置80 m+200 m+80 m。鋼桁拱橋由兩片主桁組成,主桁中心距33 m。主橋總用鋼量11 057 t,每m2用鋼量722 kg。[7-8]

        圖6 大慶路淮河橋?qū)嵕皥D

        圖7 長淮衛(wèi)淮河大橋?qū)嵕皥D

        2.3 鋼結(jié)構(gòu)橋梁在其他橋梁上的應(yīng)用

        淠河總干渠渡槽是引江濟淮工程中I級交叉建筑物, 渡槽除應(yīng)滿足淠河總干渠輸水、防洪、通航要求外,還應(yīng)滿足引江濟淮工程輸水、航運、防洪等諸多方面的要求(圖8)??鐝讲贾茫?8 m+110 m+68 m,單幅桁寬21.5 m,總鋼材用量:18 900 t,每m2用鋼量1 786 kg。

        圖8 世界級渡槽工程——淠河總干渠渡槽橋效果圖

        3 安徽省鋼結(jié)構(gòu)橋梁創(chuàng)新性應(yīng)用

        3.1 低高度梁的創(chuàng)新性應(yīng)用

        為有效降低結(jié)構(gòu)高度,減少橋梁規(guī)模,我省目前開發(fā)出三種低高度鋼結(jié)構(gòu)橋梁(圖9)。

        圖9 三種代表橋型實景圖

        (1) 鋼桁架梁。對于一般跨堤橋梁,特別是長江及淮河大堤,跨徑均在80 m左右;如果采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu),梁高在5 m左右;而采用鋼桁架梁,梁高只有1.1 m,能有效減少橋長。

        (2) 鋼桁梁。G3京臺高速中派河特大橋主橋采用86 m+140 m+90 m三跨下承式鋼桁架梁橋,主桁中心距22 m,單幅橋主結(jié)構(gòu)全寬23.2 m,上部結(jié)構(gòu)施工采用頂推施工工藝。該橋為京臺高速公路方興大道至馬堰段改擴建工程的重要橋梁,橫跨引江濟淮工程,采用低高度桁架梁在滿足通航凈空要求下大幅減小引橋規(guī)模,頂推施工可以保證高速在四車道通行情況下三年內(nèi)完工。

        (3) 敞口式鋼管桁架梁。為更加節(jié)省造價、減少平聯(lián),我省又開發(fā)了一種全新的結(jié)構(gòu)形式:下承式桁架梁,該結(jié)構(gòu)具有自重輕、跨越能力強、建筑高度小、施工速度快的特點,可廣泛用于對美觀和凈高要求較高的重要橋梁上。敞口式設(shè)計增加了橋梁通透性,各組成部分及構(gòu)件之間達(dá)到統(tǒng)一和諧、均衡穩(wěn)定、比例協(xié)調(diào)、節(jié)奏韻律優(yōu)美等。

        3.2 基于工業(yè)化建造的新型鋼板組合梁

        目前我國橋梁工業(yè)化率較低,中小跨徑橋梁,主要以現(xiàn)澆箱梁、組合小箱梁、T梁結(jié)構(gòu)為主,施工以現(xiàn)場支架現(xiàn)澆或工地就地現(xiàn)場露天預(yù)制為主。為提高中小跨徑橋梁工廠化率,濟祁高速淮南至合肥段淮河特大橋引橋全長11.245 km,上部結(jié)構(gòu)均采用35 m跨徑鋼板組合梁橋(圖10),下部結(jié)構(gòu)采用高強管型預(yù)制墩,基礎(chǔ)采用PHC管樁基礎(chǔ),工廠化率達(dá)到80%以上。[9-10]

        圖10 施工中的鋼板組合梁

        4 安徽省鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)成果

        近10年來安徽省依托長江淮河的區(qū)域地理條件,鋼結(jié)構(gòu)在長江、淮河橋上得到廣泛應(yīng)用,大跨度橋梁建設(shè)日新月異,不斷創(chuàng)新。新建與改擴建公路項目,中小跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁所占比例已向10%及以上目標(biāo)邁進(jìn),大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁向系統(tǒng)優(yōu)化方向不斷創(chuàng)新。安徽在建的濟祁高速、 北沿江高速累計應(yīng)用15 km長度的鋼板組合梁橋,占全線橋梁長度比例分別為72%、42%。

        鋼結(jié)構(gòu)橋梁在歐美橋梁的使用比例超過40%,新建橋梁則已經(jīng)超過70%;目前我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁在總橋梁的比例不到1%,新建橋梁不足10%;安徽省鋼結(jié)構(gòu)橋梁近些年走在全國的前列,新建橋梁鋼結(jié)構(gòu)所占比例在15%以上,但除在建的濟祁高速、 北沿江高速外,其余高速公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁所占比例還很低,發(fā)展的余地還很大。

        落實交通運輸部推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的技術(shù)實踐決非一蹴而就!踏實、細(xì)致的工作永遠(yuǎn)是取得成功的基礎(chǔ)保證?!靶坳P(guān)漫道真如鐵、而今邁步從頭越”,一線設(shè)計人員應(yīng)積極轉(zhuǎn)變態(tài)度、努力學(xué)習(xí)、大膽細(xì)致,為我省鋼結(jié)構(gòu)橋梁的快速推進(jìn)做出努力。

        [1] 陳進(jìn)昌,方 京,孟慶標(biāo).蕪湖長江大橋正橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].橋梁建設(shè),2001(2):27~31.

        [2] 王勝斌,胡 可.安慶長江公路大橋主橋總體結(jié)構(gòu)靜力分析[J].公路交通科技術(shù),2004(6):21~25.

        [3] 徐宏光,張 強.馬鞍山長江公路大橋設(shè)計與創(chuàng)新[J].橋梁建設(shè),2010(6):1~5.

        [4] 楊善紅,徐宏光,王勝斌.馬鞍山長江大橋右汊主橋拱形塔斜拉橋設(shè)計創(chuàng)意[J].公路交通科技,2009(5):192~196.

        [5] 唐國喜.馬鞍山長江公路大橋右汊主橋基礎(chǔ)設(shè)計[J].公路交通科技,2015(11):164~166.

        [6] 王勝斌.淮河公路橋初步設(shè)計階段方案比選研究[J].公路交通科技,2012(1):122~126.

        [7] 劉付成.蚌埠長淮衛(wèi)淮河大橋主橋設(shè)計簡介[J].山西建筑,2013(23): 152~156.

        [8] 尹 超.蚌埠中環(huán)線長淮衛(wèi)淮河特大橋橋型方案設(shè)計[J].中國市政工程,2011(1):26~29.

        [9] JTJ 023-85,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].

        [10] JTG D60-2014, 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].

        2016-09-26;修改日期:2016-10-10

        唐國喜(1979-),男,安徽阜南人,碩士,安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司高級工程師.

        U448.36

        A

        1673-5781(2016)05-0606-03

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