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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(yùn)輸部對全國交通運(yùn)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(shí)施“高強(qiáng)、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(shí)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(shí)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(jì)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(jì)淮工程輸水、航運(yùn)、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(shí)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?yàn)榫┡_高速公路方興大道至馬堰段改擴(kuò)建工程的重要橋梁，橫跨引江濟(jì)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(jià)、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(qiáng)、建筑高度小、施工速度快的特點(diǎn)，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(jì)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(jì)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(qiáng)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?xiàng)l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(kuò)建公路項(xiàng)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(jì)祁高速、 北沿江高速累計(jì)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(jì)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(shí)交通運(yùn)輸部推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的技術(shù)實(shí)踐決非一蹴而就！踏實(shí)、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(jì)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(jì)[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(qiáng).馬鞍山長江公路大橋設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)[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(jì)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(jì)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(jì)[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(jì)規(guī)范[S].

[10] JTG D60-2014, 公路橋涵設(shè)計(jì)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(jì)研究總院股份有限公司高級工程師．

U448.36

A

1673-5781(2016)05-0606-03