吉安新井冈山大桥钢混组合梁独塔斜拉桥设计
(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司南京分公司ꎬ江苏 南京 ２１００００)
摘 要:吉安新井冈山大桥主桥跨径为２×１５０ｍ半漂浮体系独塔双索面斜拉桥ꎬ采用人字钻石形高强度钢筋混凝土主塔ꎬ钢混组合梁主梁ꎬ梁、塔处斜拉索均采用钢锚箱锚固ꎮ本文重点介绍新井冈山大桥主桥的设计技术标准、桥梁总体布置、主塔、主梁、斜拉索、桥墩、基础等构造设计以及各主要构Ｖ１０＝２４.０ｍ/ｓ(重现期为１００年)ꎻ船舶撞击力:除按通用规范进行计算外ꎬ还参照«铁路桥涵设计基本规范»(ＴＢ１０００２.１－２００５Ｊ４６０－２００５)进行验算ꎬ取最大值ꎻ大桥设计洪水频率:１/３００ꎬ三百年一遇洪水位:５３.８３ｍꎻ耐久性设计环境类别:Ⅰ类ꎮ
林建国
件连接技术措施与手段ꎬ为以后类似工程的设计提供参考ꎬ对钢混组合梁独塔斜拉桥建设发展提供借鉴ꎮ
关键词:斜拉桥ꎻ钢混组合梁ꎻ钢锚箱ꎻ半漂浮体系ꎻ高强螺栓中图分类号:Ｕ４４８.２７
文献标志码:Ｂ
文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)１０－０１７５－０２
１ ＤＯＩ:工程概况
１０３９６９/ｊｉｓｓｎ１６７２－４０１１２０１８１００９１
新井冈山大桥位于江西省吉安市城区ꎬ横跨赣江ꎬ起于吉朱公路与规划友利电路的交叉口ꎬ东至草坪路和平安大道交叉口ꎬ全长３５４７ｍꎬ其中特大桥１座ꎬ桥长约１２１６ｍꎬ东岸引道长约９０４ｍꎬ西岸引道长约１４２７ｍꎬ东西两岸各设全互通立交１座[１]
建成通车ꎮ
ꎮ该桥于２０１３年９月开工建设ꎬ２０１６年８月
２ 主桥总体布置
新井冈山大桥为半漂浮体系钢混组合梁单塔双索面斜拉桥ꎮ主桥采用２×１５０ｍ跨径布置ꎬ主塔采用人字钻石形主塔ꎬ塔柱为五边形空心断面ꎬ塔高约１２４ｍꎻ主塔两侧各布置１７对平行钢丝斜拉索ꎻ主梁采用双边箱型主纵梁结合桥面板的整体断面ꎬ全宽３８.０ｍꎬ中心梁高３.３ｍꎻ斜拉索梁、塔上均采用钢锚箱锚固ꎮ主桥总体布置见图１ꎮ
图１ 总体布置图
３ 主桥设计技术标准
载为城①主线桥设计速度－Ａ级ꎬ人群荷载按:６０ｋｍ«城市桥梁设计规范/ｈꎻ②桥梁设计荷载»(:ＣＪＪ１１—汽车荷
非机动车道及人行道２０１１)取值ꎻ③桥梁宽度ꎻ④:主桥全宽桥梁设计基准期３８ｍꎬ双向六车道:１００年ꎻ⑤ꎬ桥梁设两侧设计使用寿命－:１００年ꎻ⑥设计安全等级:一级ꎻ⑦通航标准:Ⅲ度ꎬ(３)抗震设防措施等级为级航道ꎻ⑧采用两级抗震设防７度ꎻ⑨设计风速ꎬ场地抗震设防烈度为:设计基本风速
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收稿日期:２０１８－０９－０６
作者简介:林建国(１９８３要从事桥梁设计工作ꎮ
－)ꎬ男ꎬ福建长乐人ꎬ硕士研究生ꎬ工程师ꎬ主４ 主桥结构设计
４.１ 结构体系
主桥采用半漂浮结构体系[２]两跨连续体系ꎬ墩顶设支座ꎬ梁与墩顶之间设有纵ꎬ塔、梁固结ꎬ墩、、梁分离的
横向限位构造ꎮ
４.２ 主 塔４.２.１ 主塔塔柱
主塔采用人字钻石形钢筋混凝土桥塔ꎬ五边形空心截面ꎬＣ５０混凝土ꎬ总高１２４ｍꎬ桥面以上约为９７.１ｍꎮ塔柱中心线倾斜度为２.８∶１ꎬ上、中塔柱横桥向塔柱中心线为优美的圆曲线ꎬ曲线半径４２５ｍꎮ结合主塔景观造型和受力情况ꎬ上塔柱上段设置横向连系板ꎬ塔柱设置两道横梁ꎮ为保证塔底反力能够均匀传递到主塔承台上ꎬ在塔底设置２ｍ厚塔座ꎮ主塔上塔柱内设置钢锚箱２为新井冈山大桥效果图ꎬ塔内设置爬梯ꎮꎬ主塔采用爬模施工[３]ꎬ图图２ 新井冈山大桥效果图
４.２.２ 主塔横梁
主塔共设两道箱形截面横梁ꎮ下横梁采用箱型断面ꎬ顶板保持水平ꎬ底板相应梁高变化为圆弧过渡ꎬ下横梁跨中设
置一道隔板ꎮ上横梁采用矩形箱型断面ꎬ顶板和底板轮廓均为圆弧线ꎮ上横梁跨中设置三道隔板ꎮ为抵抗塔柱的横向力ꎬ横梁采用预应力设计ꎬ为深埋锚工艺ꎬ锚固于塔柱外侧ꎮ１５Φ主塔下横梁设置４４束Φｓｓ１５~Φｓ１９钢绞线ꎬ上横梁设置８束
４.２.３ １５.主塔钢锚箱
２钢绞线ꎬ采用两端张拉ꎮ上塔柱钢锚箱共分为１７个节段、３种类型钢锚箱ꎮ顶部为ＣＡ类钢锚箱ꎬ高度为２.５３ｍꎬ重量约１３为类锚箱２.５３~ꎬ３.高度为４４ｍꎬ４.重量约５８ｍꎬ１５重量约ｔꎮ钢锚箱与混凝土塔壁之间采２０ｔꎻ其余为ｔꎻ底部为预埋底座Ｂ类锚箱ꎬ高度用剪力钉连接ꎬ剪力钉采用Φ２２ｍｍ的圆头焊钉ꎬ长２００ｍｍꎮ４.３ 主 梁
钢主梁系为主纵梁、横梁、小纵梁及挑梁组成的梁格体系ꎬ各构件间均采用高强螺栓连接ꎮ考虑减小桥面吊机吊装
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重量ꎬ钢梁节段分为主纵梁、横梁、小纵梁和挑梁四部分进行预制吊装ꎬ桥面板分块吊装、现场浇筑湿接缝连接ꎬ主梁横断面见图３ꎮ
用Ｃ５５混凝土ꎬ桥面板纵向按Ａ类预应力构件设计ꎬ横向按３５０ｃｍꎬ板厚２６~４０ｃｍꎮ预制桥面板最大吊装重量１７.８６ｔꎮ为提高现浇缝部位新老混凝土之间的抗剪能力ꎬ预制板在纵梁及端横梁等处开有设置齿键ꎮ为了减小混凝土收缩、徐变４.５ 斜拉索
对结构的影响ꎬ预制板安装要保证６个月以上的存放时间ꎮ
斜拉索采用高强平行钢丝拉索ꎬ钢丝为直径７ｍｍ热镀钢筋混凝土构件设计ꎮ预制板标准块平面尺寸为６５５ｃｍ×
图３ 主梁横断面图
锌高强度、低松驰钢丝(Ⅱ级松弛)ꎬ标准强度为１６７０ＭＰａꎮ钢丝束外缠绕纤维增强聚酯带ꎬ护套采用黑色内层、彩色外层双层结构ꎮ锚具采用冷铸锚ꎬ斜拉索两端安装内置式减震４.３.１ 主纵梁
主纵梁由两道箱型纵梁构成ꎬ两道箱梁外侧腹板内缘间距３１.５ｍꎬ单箱腹板内缘间距１.８ｍꎮ根据构造及施工架设的需要ꎬ全桥钢梁划分为１２种类型梁段ꎬ长度６.５~１１.７ｍꎬ共３７个梁段ꎮ其中标准节段长８ｍꎬ主塔节段长６.５ｍꎬ与主塔相邻节段长７.７５ｍꎬ边墩节段长７.１４ｍꎬ合龙段长１１.７ｍꎮ４主纵梁标准梁段最大长度.３.２ 横 梁
１１.７ｍꎬ最大吊装重量３８.７７ｔꎮ
横梁分为主塔横梁、标准横梁与边墩端横梁三类ꎬ主要参数见表１ꎬ三类横梁与主纵梁均通过高强螺栓连接ꎬ最大吊装长度２６.８ｍꎬ最大吊装重量８３.８４ｔ(主塔梁段)ꎮ
表１
主要参数
ｍ
类型断面类型顺桥向间距
梁高主塔横梁单箱双室箱型１.８２.７７２~３.０４标准横梁“工”字型
４
２.７７２~３.０４边墩端横梁
单箱三室箱型１.４、１.５２、１.５２
２.６３２~２.９
段 ꎬ中间段横桥向长考虑为减小边墩横梁吊装重量１３.１２ｍꎬ两侧段横桥向长ꎬ边墩横梁横桥向分为６.８２ｍꎬ顺桥
３向标准间距分别为１.４、１.５２、１.５２ｍꎬ横梁高２.６３２~２.９ｍꎮ
为确保在正常运营荷载下边墩支座不出现上拔力ꎬ在墩顶附近边墩端横梁内施加压重ꎮ压重采用端横梁内填芯混４.凝土压重的方式４ｍ范围内进行压重ꎬ填芯混凝土采用分层浇筑ꎬ全桥共１ꎮ全桥宽顺桥向
４.３.３ 钢挑梁
６３０ｔꎮ主纵梁外侧设悬臂长度为３.２５ｍ的挑梁ꎬ挑梁采用焊４接工字型截面.３.４ 小纵梁ꎮ
主梁断面上设置三道小纵梁ꎮ小纵梁采用焊接工字型截面ꎬ梁高０.４２４ｍꎮ小纵梁腹板与横梁竖向加劲肋通过高强螺栓连接ꎬ顶底板不连接ꎮ
４.３.５ 钢锚箱
索梁锚固区采用钢锚箱连接方式ꎬ全桥共计６８个钢锚箱ꎬ锚箱承锚板板厚５０ｍｍꎬ传力板板厚５０、４０ｍｍꎬ根据索力大小及拉索倾角的变化ｍꎮ传力板加劲板厚４０、３０ꎬ传力板的长度由ｍｍꎬ锚垫板板厚１.８０５ｍｍｍꎮ变化至单个钢
２.７锚箱重量为３.０~５.２ｔꎮ４.３.６ 剪力钉
剪力钉采用材质为ＭＬ１５的电弧螺柱焊用圆柱头焊钉ꎬ焊钉直径２２ｍｍꎬ标准钢梁顶面焊钉长２００ｍｍꎬ边墩端横梁钢梁顶面焊钉长３００ｍｍꎬ连接板上焊钉长１８０ｍｍꎮ主纵梁及小纵梁顶板剪力钉纵向标准间距３００ｍｍꎬ横梁及挑梁剪４力钉标准间距.４ 混凝土桥面板２５０ｍｍꎮ
混凝土桥面板分为预制部分和现浇部分ꎬ预制桥面板采１７６
器ꎮ斜拉索在主梁和主塔上均采用钢锚箱构造锚固ꎬ张拉端均设置在塔端ꎮ单根拉索平行钢丝最大重量为１３.１ｔꎮ全桥４共.６ ６８主塔基础根斜拉索ꎮ
主塔基础位于赣江河道深水区ꎬ承台顺桥向１７.０ｍꎬ横桥向５２.５ｍꎬ厚度５.０ｍꎮ两端设圆端尖角ꎬ以减少对水流的影响ꎮ承台顶设置１.０ｍ×１.０ｍ倒角以防船撞时混凝土剥落ꎮ承台采用Ｃ３０混凝土ꎬ采用钢套箱施工ꎮ
主塔基础采用２２根直径２.５ｍ钻孔灌注桩ꎬ梅花形布置ꎬ采用Ｃ３０水下混凝土ꎮ桩基按嵌岩桩设计ꎬ设计单桩容４许竖向承载力为.７ 边墩与基础设计３２０００ｋＮꎮ
边墩采用尖端矩形截面花瓶型桥墩ꎬ墩底截面尺寸为横桥向７.０ｍꎬ顺桥向３.５ｍꎬ壁厚０.７ｍꎮ为适应引桥及主桥摆放支座要求ꎬ墩顶截面在横、顺桥向均适当放大ꎬ并在两墩之间加设系梁连接ꎬ两立柱横桥向中心间距为１８.９ｍꎮ
边墩墩身及墩顶系梁均采用Ｃ４０混凝土ꎮ考虑通航孔防撞的需要ꎬ边墩承台为尖端矩形整体式承台ꎬ顺桥向尺寸
９.０.０ｍꎬ横桥向尺寸３５.６ｍꎬ厚度３.５ｍꎬ承台顶设置０.７５ｍ×采用钢套箱施工７５ｍ倒角以防船撞时混凝土剥落ꎮ边墩承台采用１２ꎮ根直径承台采用２.０Ｃ３０ｍ的钻孔灌混凝土ꎬ注桩ꎬ按嵌岩桩设计ꎮ
５ 结 语
吉安新井冈山大桥为主跨２×１５０ｍ钢混组合梁独塔斜拉桥ꎬ采用人字钻石形主塔ꎬ寓意“天人合一”ꎬ塔身造型优美ꎻ主梁采用钢混组合梁结构ꎬ各钢构件均采用高强螺栓连接ꎬ施工方便、安全可靠ꎬ线条轻盈简洁ꎮ本文通过论述吉安新井冈山大桥的主塔、主梁、斜拉索、边墩、基础等结构的构造设计ꎬ总结其所采取的构造措施和技术特点ꎬ希望能为其他同类桥梁工程的建设和发展提供借鉴ꎮ
[ＩＤ:００６７５８]
参考文献:
[１] 上海市政工程设计研究总院山大桥工程施工图[Ｒ].上海(:集团上海市政工程设计研究总院)有限公司.吉安市新井冈
(集团)有限公司ꎬ２０１３.
[２] [３] 刘士林中华人民共和国交通运输部.斜拉桥[Ｍ].北京:人民交通出版社ꎬ２００２
规范:ＪＴＧ/ＴＤ６４.公路钢混组合桥梁设计与施工
社ꎬ２０１０.
－０１—２０１５[Ｓ].北京:人民交通出版
