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        武漢徑河大橋設(shè)計(jì)

        2018-11-09 07:06:12宋先進(jìn)魏順波
        城市道橋與防洪 2018年10期
        關(guān)鍵詞:河大橋主跨橋塔

        宋先進(jìn),魏順波

        (林同棪國(guó)際工程咨詢(中國(guó))有限公司武漢公司,湖北 武漢 430000)

        1 工程概況

        徑河大橋?yàn)槲錆h市東西湖區(qū)金銀湖環(huán)湖路的一座斜拉橋,跨越徑河,跨徑為40 m+110 m+30 m+40 m,全長(zhǎng)230 m。橋塔設(shè)置在P2墩處,形狀為月牙形,豎向傾斜,主梁及橋塔均采用鋼結(jié)構(gòu)。主跨側(cè)設(shè)9根豎琴式斜拉索,小跨側(cè)背索為一對(duì)垂直吊索。塔梁固結(jié),墩梁設(shè)支座。

        該橋位于東西湖區(qū)金銀湖環(huán)湖路,景觀功能突出,為東西湖區(qū)標(biāo)志性景觀橋梁。圖1為橋型布置。

        2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

        道路等級(jí)為公路二級(jí)兼城市次干路;設(shè)計(jì)車速50 km/h;設(shè)計(jì)荷載為公路—I級(jí)兼城—A級(jí),人群荷載 3.5 kPa;橋?qū)挘? m(人行道)+2.5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+12.0 m(車行道)+3.5 m拉索區(qū)+12.0 m(車行道)+2.5 m(非機(jī)動(dòng)車道)+3 m(人行道)=38.5 m。

        3 方案研究

        3.1 景觀研究

        該橋橋型為非常規(guī)斜拉橋,橋塔呈月牙形,主跨側(cè)為豎琴式斜拉索,單索面,小跨側(cè)為一對(duì)垂直吊索。橋梁造型輕盈生動(dòng),優(yōu)美的流線形橋塔猶如一架精致優(yōu)雅的豎琴,均勻布置的金屬拉索在陽(yáng)光的照耀下晶瑩、閃耀,猶如一絲絲流動(dòng)的琴弦,正在演奏金銀湖畔最動(dòng)人的旋律。圖2為徑河大橋效果圖。

        3.2 結(jié)構(gòu)研究

        由于橋塔形狀為月牙形,根據(jù)受力情況并考慮施工方便,橋塔采用鋼結(jié)構(gòu)。初步設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)主梁進(jìn)行了鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)兩種方案的比較。計(jì)算表明,若主梁采用混凝土結(jié)構(gòu),將極大增加主梁及橋塔彎矩,導(dǎo)致主梁及橋塔結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大,嚴(yán)重影響橋梁景觀,不可取,因此主梁最終采用鋼箱梁。

        3.3 施工方案研究

        橋梁所跨徑河常水位下水深較淺,通常小于2 m,便于筑島圍堰,因此鋼箱梁施工考慮在臨時(shí)墩上分段吊裝,鋼橋塔施工考慮在支架上分段吊裝。

        4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        4.1 主梁

        主梁采用鋼箱梁,鋼材材質(zhì)Q345qD,橫斷面為兩側(cè)帶展翅的單箱三室截面。橋中線處梁高3 m,頂面設(shè)雙向2%橫坡。主體箱室總寬16.6 m,單側(cè)展翅寬10.98 m,展翅外側(cè)設(shè)風(fēng)嘴,橋面總寬度38.56m,斷面全寬39.1 m。

        鋼箱梁頂、底板均為縱肋和橫隔板垂直布置的正交異性板結(jié)構(gòu);頂板車行道范圍厚16 mm,局部加厚至20 mm、24 mm;頂板下設(shè)“U”型和板式縱肋,“U”型肋間距600 mm,高280 mm,上部開口寬300 mm,底部寬200 mm,厚度8 mm,板肋間距300 mm,高210 mm,厚18 mm;人行道范圍頂板厚12 mm,下設(shè)板式縱肋,縱肋間距315 mm,高145 mm,厚度12 mm;底板厚12 mm,局部加厚至28 mm、40 mm,底板上設(shè)倒“U”型和板式縱肋,倒“U”型肋間距840 mm,下部開口標(biāo)準(zhǔn)寬度420 mm,高220 mm,厚度6 mm;板肋間距400 mm,標(biāo)準(zhǔn)高度220 mm,厚度20 mm。

        鋼箱梁橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距2.25 m,分主體箱室橫隔板和展翅橫隔板,其中主體箱室橫隔板標(biāo)準(zhǔn)厚12 mm,與主塔壁板相對(duì)應(yīng)的橫隔板厚20 mm,在支座位置橫隔板厚度適當(dāng)增加,橫隔板上以縱、橫向板式加強(qiáng)肋加勁,并設(shè)有過(guò)人孔;展翅橫隔板厚度14 mm,上設(shè)可供排水管通過(guò)的圓形孔洞,展翅橫隔板與主體箱室橫隔板位置嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。

        鋼箱梁內(nèi)部共設(shè)4道縱腹板,組成單箱三室結(jié)構(gòu),2道內(nèi)縱腹板外到外間距2.4 m,與主塔壁板外到外嚴(yán)格對(duì)齊,標(biāo)準(zhǔn)厚度16 mm,在主塔墩位置加厚至48 mm,以水平及橫向加強(qiáng)肋進(jìn)行加勁,水平加強(qiáng)肋豎向間距590 mm,寬160 mm,厚度16 mm;2道外縱腹板外到外16.6 m,標(biāo)準(zhǔn)厚度18 mm,局部加厚至24 mm,以水平及橫向加強(qiáng)肋進(jìn)行加勁,水平加強(qiáng)肋豎向間距440 mm,寬210 mm,厚度18 mm。

        鋼箱梁順橋向共分14類50個(gè)施工梁段,梁段長(zhǎng)2.35~2.175 m,最大梁段重量203.8 t。圖3為主梁構(gòu)造。

        圖1 橋型布置(單位:mm)

        圖2 徑河大橋效果圖

        圖3 主梁構(gòu)造(單位:cm)

        4.2 橋塔

        鋼塔柱形狀呈月牙狀,高71.5 m(從主梁頂面算至塔頂),塔柱縱向從下到上共分為12個(gè)節(jié)段,最大節(jié)段高8 m。塔柱斷面為單箱單室布置,由四周壁板構(gòu)成矩形結(jié)構(gòu)。塔根部結(jié)構(gòu)外尺寸為7.373 m(順橋向)×2.4 m(橫橋向),塔頂截面尺寸為0.4 m(順橋向)×2.4 m(橫橋向),中間截面尺寸根據(jù)外形按線性變化。塔柱壁板厚度為24 mm,均采用板式加勁肋,加勁肋板厚為20 mm;橫隔板厚16 mm,間距3.0~4.0 m。

        橋塔上斜拉索錨固采用鋼錨箱結(jié)構(gòu)。主塔與主梁采用固結(jié)。圖4為橋塔構(gòu)造。

        4.3 拉索

        全橋共設(shè)置11根斜拉索,主跨9根,邊跨背索1對(duì)。斜拉索采用主跨中央單索面豎琴形布置,邊跨雙索面豎向布置,兩索面橫向間距為1.0 m。斜拉索梁端采用錨管直接錨固于聯(lián)系兩分離式鋼梁的箱形橫梁上,縱向索距9 m;在塔上采用鋼錨箱錨固,豎向間距4 m。

        斜拉索采用直徑7 mm高強(qiáng)度鍍鋅平行鋼絲拉索,全橋采用 ESC7-55、ESC7-109、ESC7-223 三種規(guī)格。鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1 670 MPa,彈性模量E=1.95×105MPa,鋼絲表面采用鋅-5%鋁混合稀土合金鍍層。斜拉索護(hù)套采用雙層PE護(hù)套防護(hù)。

        圖4 橋塔構(gòu)造(單位:cm)

        5 結(jié)語(yǔ)

        徑河大橋造型獨(dú)特、景觀優(yōu)美。該橋采用月牙形橋塔、主跨豎琴形拉索,小跨側(cè)背索為垂直吊索,不同于一般斜拉橋橋塔及拉索型式,其拉索布置、主梁、橋塔構(gòu)造可為類似橋梁建設(shè)提供借鑒。該橋于2016年7月建成通車,運(yùn)營(yíng)以來(lái),情況良好。

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