新安莊京杭運河人行橋方案設(shè)計研究

羅琳

摘 要：以邳州市撤渡建橋工程-新安莊京杭運河人行橋為工程背景，提供了三種橋梁設(shè)計方案：鋼桁梁橋、鋼桁拱橋、鋼管混凝土系桿拱橋。綜合考慮論證橋梁的構(gòu)造設(shè)計、景觀特色、施工可行性和經(jīng)濟性等因素，選取鋼桁梁作為推薦方案。

關(guān)鍵詞：方案設(shè)計 鋼桁梁橋 鋼桁拱橋 鋼管混凝土系桿拱

中圖分類號：U442.54 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（b）-0000-00

0引言

本文依托項目為江蘇邳州市撤渡建橋人行橋工程，京杭運河水面寬而航運繁忙，渡運隱患大，撤渡建橋日益迫切。擬建人行橋位于邳州宿羊山鎮(zhèn)京杭運河新安莊渡口位置（解臺閘下至劉山船閘上河段）?，F(xiàn)橋位區(qū)水面寬約110m，河道順直，為Ⅱ級航道，通航凈空90×7m，最高通航水位27.74m，常水位為24.0m。京杭運河為一級堤防，堤頂高程為30.6～31.3m。為節(jié)省造價，避免下部水中基礎(chǔ)施工，橋梁主跨考慮一跨過河，主墩布設(shè)在駁岸外側(cè)灘涂上。在綜合考慮通航、泄洪、施工難度、工程造價、施工進度等方面要求后，提出三個方案進行比選。

1設(shè)計方案

1.1方案一（鋼桁梁）

全橋橋跨布置為：30m后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板+114.0m（計算跨徑）鋼桁架+30m后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板，橋梁全長182.48m。下部橋墩采用柱式墩，橋臺采用柱式臺、肋板式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

主橋全寬6.36m，引橋全寬5.0m。主橋上部為114m（計算跨徑）的鋼桁架，兩片主桁中心距采用采用6.0m，寬跨比為1/19。主桁上、下弦桿均采用箱形截面，截面寬度360mm，高度均為500mm，板厚14～24mm，工廠焊接，在工地通過高強螺栓在節(jié)點內(nèi)拼接。除端斜桿采用箱形截面以增加面內(nèi)外剛度外，其余腹桿均采用焊接H形截面，截面寬度280mm，高度均為360mm，最大板厚16mm。

橋面采用正交異性鋼橋面板，橋面板厚8mm，人行道板設(shè)兩道縱梁，縱梁頂板與主桁托架上翼緣焊接，腹板及底板與主桁橫梁底板栓接。每5.7m節(jié)點處，設(shè)置一個大橫梁，翼緣板厚12mm，腹板厚12mm；橫梁間每隔1.14m設(shè)置一道300x12mm小橫梁。大橫梁翼緣與主桁焊接，腹板與主桁采用栓接。上平面縱向聯(lián)結(jié)系與弦桿在節(jié)點處相連，以抵抗橫向風(fēng)荷載、豎向荷載及弦桿變形等產(chǎn)生的內(nèi)力，平聯(lián)采用焊接“H”形截面。主橋下構(gòu)為柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁施工方案：主橋上部結(jié)構(gòu)采用浮船吊裝施工方案。該方案橋型結(jié)構(gòu)輕盈，外形美觀，橋梁建筑高度較小，具有自重輕、跨越能力強、施工速度快的特點。缺點是施工工藝較復(fù)雜，主橋整體剛度小，后期的維護工作量大，需要長期養(yǎng)護，全壽命期內(nèi)的總成本費用較高。

1.2 方案二（鋼桁拱）

全橋橋跨布置為：30m后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板+114m（計算跨徑）鋼桁拱+30m后張法預(yù)應(yīng)力砼空心板，橋梁全長182.48m。下部橋墩采用柱式墩，橋臺采用柱式臺和肋板式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

主橋全寬6.5m，引橋全寬5.0m。主橋上部為114m（計算跨徑）的鋼桁拱，拱軸線為二次拋物線，矢跨比為1/6。主橋拱肋主心距采用6m，寬跨比為1/19，橋面寬度5.0m。主拱采用箱形截面，截面寬度450mm，高度均為1000mm，板厚14mm；弦桿采用箱形截面，截面寬度450mm，高度均為500mm，板厚14mm；腹桿均采用焊接H形截面，截面寬度300mm，高度均為500mm，最大板厚12mm。上平面縱向聯(lián)結(jié)系與弦桿在節(jié)點處相連，以抵抗橫向風(fēng)荷載、豎向荷載及弦桿變形等產(chǎn)生的內(nèi)力，平聯(lián)采用焊接“H”形截面。主橋下構(gòu)為柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁施工方案：主橋上部結(jié)構(gòu)采用浮船吊裝施工方案。該方案橋型結(jié)構(gòu)輕盈，外形美觀，橋梁建筑高度較小。缺點是施工工藝較復(fù)雜，主橋整體剛度小，后期的維護工作量大，需要長期養(yǎng)護，全壽命期內(nèi)的總成本費用較高。

1.3方案三（鋼管混凝土系桿拱）

全橋橋跨布置為：30m空心板+114m（計算跨徑）系桿拱+30m空心板，橋梁全長183.78m。下部橋墩采用柱式墩，橋臺采用柱式臺、肋板式臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋全寬6.85m，引橋全寬5.0m。主橋采用計算跨徑為114.0m的下承式雙肋鋼管砼系桿拱橋，拱軸線為二次拋物線，矢跨比為1/6。主橋系桿拱拱肋為雙肋，拱肋為啞鈴型鋼管砼。主橋下構(gòu)為柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁施工方案：主橋采用少支架澆筑施工，施工技術(shù)成熟，難度低。該方案橋型結(jié)構(gòu)較輕盈，外形美觀，主橋采用勁性骨架施工，施工工藝成熟，對航道影響較小。缺點是橋梁建筑高度較大，主橋后期對吊桿需定期養(yǎng)護，全壽命期內(nèi)的總成本費用略高。

2方案比較

3施工工藝

鋼桁架人行橋總體重量較輕，推薦采用工廠預(yù)制、岸上拼接然后用浮船吊裝就位的施工方法。下部結(jié)構(gòu)及引橋上部施工同時，把工廠預(yù)制的鋼結(jié)構(gòu)在岸上拼裝鋼桁梁主桁、上平聯(lián)、橫梁、橋門。拼接結(jié)束后鋼桁梁采用兩艘吊船吊離岸上。兩艘吊船在運河上經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和移動，使鋼桁梁與橋位保持平行，然后就位在橋墩上。吊裝施工應(yīng)連續(xù)進行，應(yīng)選擇在風(fēng)力不大于5級、水位穩(wěn)定、波浪較小的時間進行施工。吊裝到位后，從兩端向中間安裝鋼橋面板。最后進行橋面工程施工。

4結(jié)語

橋型方案的比選是橋梁總體設(shè)計的關(guān)鍵，綜合考慮各種因素，上述3種橋型設(shè)計方案中，鋼管混凝土系桿拱橋雖然結(jié)構(gòu)美觀，施工方案采用勁性骨架施工，對通航影響較小。但是結(jié)構(gòu)建筑高度高，運營期間需對主橋吊桿定期養(yǎng)護，橋型不經(jīng)濟。鋼桁梁和鋼桁拱主橋上部采用浮船吊裝施工，施工工藝成熟，難度低。建筑高度小，視覺美觀。施工工期短。缺點都是后期需定期對鋼結(jié)構(gòu)進行養(yǎng)護。在同樣的情況下，最終選擇造價經(jīng)濟的橋型結(jié)構(gòu)—鋼桁梁。

參考文獻

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