黃東初

（華維設計集團股份有限公司，江西 南昌 330029）

0 引 言

現狀接渡大橋是跨越樂安河的一座公路大橋，大橋建成于20 世紀70 年代末，運營至今已有四十余年。如圖1 所示，現狀接渡大橋上部結構為10 孔凈跨徑為35 m 的空腹式鋼筋混凝土雙曲拱橋，橋梁現狀實測全長為403.589 m，橋面寬9.15 m。

圖1 現狀老橋照片

河道北岸為城區(qū)，南岸為民房，引道兩側沿現狀道路建筑住宅密集，需“零拆遷”。老橋經檢測評定為四類橋梁，隨著社會經濟的發(fā)展，其已不能滿足現狀交通量的需求及通航要求，存在較大安全隱患。

項目區(qū)域主要為石灰?guī)r，巖溶極其發(fā)育，地質條件異常復雜，在樁基施工過程中出現多處較大溶洞。

橋位處河道寬約510 m，常水位標高為14.05 m，常水位水面寬240 m，其余為河灘。樂安河遠期按Ⅴ-（3）級航道要求進行規(guī)劃，為滿足規(guī)劃通航要求，新建橋梁的橋面標高需高于現狀橋面4.8 m。為節(jié)約工程造價，利用老橋作為施工期間的社會保通橋梁，待新建建成后再拆橋老橋消除安全隱患。新橋施工期間，老橋橋頭設置限高架，允許小汽車和非機動車及行人通行。

1 主要技術標準

（1）道路等級：二級公路兼城市次干路。

（2）設計速度：60 km/h。

（3）設計荷載：公路-Ⅰ級，城-A 級。

（4）設計安全等級：一級。

（5）航道等級：Ⅴ-（3）；通航凈空52.9 m×8 m；最高通航水位25.17 m，最低通航水位14.05 m。

（6）橋梁設計使用年限：100 a。

（7）設計洪水頻率：1/100，100 a 一遇水位28.83 m。

（8）環(huán)境類別：I 類環(huán)境，地震動峰值加速度0.05g。

2 路線總體設計

設計起點接現狀S205 (鎮(zhèn)東路交叉口旁)（起點樁號：K0+000），路線從設計起點處開始西移路線，同時路線繼續(xù)由北向南延伸，上跨沿江路，跨越樂安河，跨河橋位中心線距老橋橋位中心線21.7 m，終點接樂安河南岸的現狀S205（終點樁號：K0+742. 279），路線設計全長742. 279 m?，F狀老橋平面為直線，兩岸連接線采用圓弧過渡銜接，橋頭引道低于現狀房屋地坪標高0.5～1 m。

如圖2 所示，新建橋梁引道與老橋引道重疊處采用R=400 m 圓曲線，并設置緩和曲線過渡，新老橋橋面凈距7.9 m。為了節(jié)約工程造價，利用老橋作為施工期間的社會保通橋梁，待新建建成后再拆橋老橋消除安全隱患。

圖2 新建橋梁與現狀老橋平面關系圖（單位：m）

通航孔邊緣距離北岸大堤106 m，由于新建橋梁需滿足Ⅴ-（3）級航道通航凈空要求，通航孔處橋面標高需高于老橋橋面4.8 m，為適應現狀條件，受兩側建筑地坪標高限制，通航孔選擇橫梁高度較小的下承式鋼桁架梁以滿足通航。

3 主橋設計

3.1 總體布置

主橋采用（60+60）m 鋼桁架橋，引橋采用30 m跨預應力混凝土小箱梁橋，每聯引橋預制小箱梁各設置一處墩梁固結，橋面標準段寬18 m。成橋照片如圖3 所示。

圖3 成橋照片

主橋橋墩采用雙立柱橋墩，考慮橋墩墩身高度較高且為提高抗撞能力，在墩身頂部設置橫向系梁。立柱采用帶圓角的矩形斷面，橋墩斷面尺寸為3.0 m×2.5 m，系梁寬度1.8 m，高度從中間向兩側呈弧形變高；基礎采用承臺接樁基礎；承臺尺寸為6.5 m×6.5 m×2.5 m，基礎雙排直徑1.5 m 樁基。引橋橋墩采用花瓶式實體墩，墩底尺寸為4.2 m×1.6 m，墩頂接蓋梁，蓋梁寬2.0 m，采用預應力結構，基礎采用承臺接樁基礎。每一聯設置一個固結墩，固結墩采用雙排直徑1.3 m 樁，其余橋墩采用單排直徑1.8 m 樁基。主橋橋型布置具體如圖4 和圖5 所示。

圖4 主橋橋型立面圖（單位：m）

圖5 主橋橋型橫斷面圖（單位：m）

3.2 主橋結構設計

主橋上部結構采用下承式連續(xù)鋼桁架，跨徑組合（60+60）m，橋寬19.6 m。橫橋向設置兩片主桁架，鋼桁架高10 m，節(jié)間距為9.4 m、9.8 m、10 m 三種規(guī)格，共12 個節(jié)段，支座中線距離伸縮縫中心線0.8 m。

主桁架為工廠焊接的節(jié)段，待運抵現場后采用高強度螺栓拼接。主桁構件采用Q345qD 鋼材，構件板厚18～44 mm。其中，栓接節(jié)點均采用高強螺栓，螺帽向內設置。

（1）弦桿

主桁架桿件凈寬0.6 m。上、下弦桿均采用箱形截面，上弦桿高0.76 m，最小板厚24 mm，最大板厚36 mm。下弦桿高1.2 m，最小板厚18 mm，最大板厚24 mm，下弦箱形截面腹板中間設置寬200 mm、厚20 mm 的縱向加勁肋板。上、下弦桿均采用高強螺栓連接。接渡大橋采用了焊接斷面，頂底翼緣寬度挑出，盡量做到外輪廓一致，便于安裝景觀亮化燈具。

（2）腹桿

端斜腹桿采用箱形截面，其余腹桿采用H 形截面，如圖6 所示，為方便現場施工，腹桿與節(jié)點板對拼高強螺栓栓接，斜腹桿件凈寬0.6 m，凈高0.6～0.8 m，最小板厚18 mm，最大板厚36 mm。

圖6 主橋腹桿照片

（3）上下平聯

如圖7 所示，上平聯采用“K”形橫撐，兩個橫撐節(jié)間為“米”形橫撐。下弦平面不設置平面縱向聯結系，平聯斜桿高350 mm，腹板厚10 mm，翼緣寬400 mm，厚20 mm，撐桿高350 mm，腹板厚10 mm，翼緣寬420 mm，厚20 mm。

圖7 上平聯米字形橫撐照片

為使桁架更通透，采用加大端斜桿，不設置橋門架的形式，在上平聯撐桿與上弦節(jié)點連接處設隅撐。

（4）主橋橋面系

橋面由縱、橫梁及混凝土橋面板組成，橋面采用預制混凝土橋面板+ 現澆縱橫縫形式，如圖8 所示，橋面縱橫縫與橫梁用剪力釘結合。共設3 道小縱梁，小縱梁橫向間距4.5 m，作為縱向現澆縫的底模板。橫梁間隔1 880～2 000 mm 一道，橫梁采用箱型截面或工字鋼截面，高1 200～1 390 mm。底板寬400～500 mm，頂板寬700 mm?？v梁采用工字鋼截面，頂板寬600 mm，底板寬200 mm，高300 mm?？v梁與橫梁采用錨栓連接，混凝土橋面板厚25 cm，全橋連續(xù)。

圖8 主橋橋面系照片

（5）鋼結構防腐及涂裝

鋼結構防腐劑涂裝采用《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》（JT/T 722—2008）要求的S077 體系進行。箱形截面桿件兩端焊接封端隔板，內部采用氣密閉防腐，隔板外預留5 cm 孔徑的泄水孔。涂裝前應對桿件外露的棱邊進行倒角，曲率半徑R 為2 m。

各桿件拼裝后的桿件間隙處、連接板兩端等部位，用阻蝕型防腐密封材料填實后再進行下一道工序。高強螺栓栓接摩擦面：出廠時栓接表面抗滑移系數試驗值不小于0.55，安裝時應不小于0.45。高強螺栓栓接后，用環(huán)氧磷酸鋅封孔劑封孔后再涂裝其他防腐涂料。

4 主橋結構計算

主橋采用有限元單元法分析，鋼桁架采用梁單元模擬建模，橋面板與橫梁采用組合截面，上下弦桿與上下平聯、腹桿、橫梁間的各節(jié)點采用剛接，支座邊界約束條件根據具體的支座型號而定。

荷載組合按照《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D 60—2015）第4.1 條相關規(guī)定選取，采用MIDAS Civil有限元分析軟件，全橋模型如圖9 所示。

圖9 MIDAS 全橋模型

主桁架最大拉應力為145 MPa，最大壓應力為173 MPa，主桁架最大剪應力為55 MPa，上平聯最大拉應力為60 MPa，最大壓應力為58 MPa，上平聯最大剪應力為43 MPa，縱梁最大拉應力為175 MPa，最大壓應力為174 MPa，縱梁最大剪應力為124 MPa，橫梁最大拉應力為135 MPa，最大壓應力為70 MPa，活載引起的跨中最大撓度為27 mm，小于L/500（120 mm）。（恒載+1/2 活載）產生的最大豎向撓度為68 mm，根據規(guī)范要求需設置預拱度，跨中向上設置75 mm 預拱度，通過綜合分析，主橋靜力計算各桿件應力滿足規(guī)范要求。

5 施工技術要點

5.1 巖溶極其發(fā)育地質樁基施工

項目區(qū)域主要為石灰?guī)r，巖溶極其發(fā)育，地質條件異常復雜，影響極大。橋梁樁基施工過程中，鉆頭如果突然穿透溶洞頂板，可能導致鉆孔內泥漿漏失，易引起溶洞頂板以上孔壁失穩(wěn)而塌孔，在巖土交界面產生空洞，嚴重時易誘發(fā)護筒處地面塌陷，導致鉆機倒塌、人員傷亡等安全事故，施工時須根據設計樁位進行超前一樁一孔地質鉆探，探明地質及巖溶發(fā)育程度。

考慮樁基施工離現狀老橋較近，采用全套筒全回轉施工方法以減小樁基施工對老橋結構的影響。

5.2 主橋立面線形控制

主橋鋼桁架采用高強螺栓栓接，其立面線形位于豎向凸曲線處，鋼桁架拼裝精度要求高，橋梁縱斷面線形控制難度大。在工廠預制時需對鋼桁架結構按照縱斷面線形并結合設計預拱度進行放樣，嚴格控制焊接變形及螺栓孔連接精度，節(jié)段預制完成后，需在工廠進行預拼裝，達到設計線形要求后方可出廠，待桁架運抵項目現場后，在設計橋位處架設臨時鋼支墩進行現場栓接拼裝?，F場施工照片如圖10 所示

圖10 主桁架現場支墩拼裝圖

6 結語

由于全省通航規(guī)劃升級，橋址處通航等級大幅提升（比現狀橋面高5.2 m），受兩側建筑地坪標高限制，選擇梁高最小的鋼桁架梁以滿足通航。目前橋梁已投入正常使用，各項指標均在可控值以內。

樂平市接渡大橋是一座公路兼城市橋梁，江西省內目前第一座公路鋼桁架橋，橋位巧妙的利用平面線形避開現狀老橋，采用老橋保障施工期間的社會正常通行，做到了“零拆遷”，產生了較好的經濟和社會效應。