蕪湖長江公路二橋接線橋梁總體設計

朱 俊

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 項目背景

蕪湖長江公路二橋(以下簡稱“本項目”)位于長江下游黑沙洲河段和蕪裕河段交界區(qū)，是《安徽省長江過江通道布局規(guī)劃方案》提出首批建設的8座過江橋梁之一。大橋距上游銅陵長江公鐵大橋約24 km，距下游蕪湖長江公鐵大橋約34 km，是安徽省高速公路網(wǎng)規(guī)劃“四縱八橫”中“縱二”(徐州—淮北—蚌埠—合肥—巢湖—無為—蕪湖—繁昌—涇縣—旌德—黃山)的一段。

大橋建成后，一將成為安徽省“四縱八橫”高速公路路網(wǎng)規(guī)劃中“縱二”的重要部分；二將連通安徽省建設中的北沿江高速公路和已建成的滬渝高速南沿江段；三可成為蕪湖市跨江發(fā)展的第二通道。

2 接線橋梁設計概述

2.1 設計標準

1)設計行車速度：100 km/h；

2)設計荷載：公路—Ⅰ級；

3)地震動加速度峰值：0.05g；

4)設計洪水頻率：特大橋為1/300；大中小橋及涵洞均為1/100；

5)本項目環(huán)境類別為Ⅰ類環(huán)境。

2.2 沿線橋梁布設

本項目橋梁主要分三個段落，主橋部分(K31+878～K33+500),長1.622 km，北岸引橋部分(K20+782～K31+878)及南岸引橋部分(K33+500～K34+710)，長12.306 km,北岸接線部分(K0+000～K20+782)及南岸接線部分(K34+710～K56+264)。

2.3 沿線橋梁設計思路

設計理念：安全、耐久、簡約、美觀。

建設目標：技術示范性橋梁。

設計原則：標準化設計、裝配化施工、工廠化生產(chǎn)。

施工圖設計中，沿線橋梁橋位選擇時，充分考慮沿江丘陵平原區(qū)的性質，橋下無重要河流和通航河流，橋位選擇服從路線走向。橋梁結構盡量選擇安全、實用、綜合造價低、美觀的結構形式，橋梁上部結構采用節(jié)段預制拼裝箱梁和鋼管混凝土桁架組合梁，充分貫徹標準化、模塊化、工廠化、數(shù)字化的設計理念，將實現(xiàn)標準化施工管理作為設計方案的考慮主線，降低施工風險，提高工程質量，做到最大程度的重視環(huán)保、資源節(jié)約和加快工程進度。

3 典型橋梁方案簡述

本項目跨江接線橋梁規(guī)模宏大，橋梁跨徑形式較多，以下按典型跨徑分類進行簡述。

3.1 30 m跨徑

本項目30 m跨徑橋梁主要有兩種結構形式：節(jié)段預制拼裝箱梁和小箱梁。

1)30 m節(jié)段預制拼裝箱梁。

典型橋梁：黃陳河大橋、西河特大橋、西河南引橋、無為堤北引橋楊家橋段、開發(fā)區(qū)北段高架橋、開發(fā)區(qū)南段高架橋、橫山河特大橋。

結構形式及施工方案：30 m節(jié)段預制拼裝橋梁上部采用全體外束單箱單室箱梁，下部采用雙柱式矩形橋墩、鉆孔灌注樁基礎，采用下行式架橋機進行安裝。

2)30 m先簡支后連續(xù)預應力混凝土小箱梁。

典型橋梁：峨溪河特大橋。

上部結構形式：單幅共4片箱梁，中梁寬2.4 m，邊梁寬2.85 m，底板寬1.0 m，梁高1.6 m。

下部結構形式：采用雙柱式橋墩，蓋梁高1.6 m，寬1.9 m；柱徑1.4 m，樁徑1.6 m。

施工方法：架橋機安裝。

3.2 50 m跨徑

接線跨越堤壩主要有黃陳河、西河、橫山河、峨溪河，根據(jù)防洪報告結論及水利主管部門批復，在跨越堤壩處均采用跨徑50 m的橋梁方案。本項目50 m跨徑橋梁采用鋼管混凝土桁架組合梁形式。

典型橋梁：黃陳河大橋、西河特大橋、開發(fā)區(qū)南段高架橋、橫山河特大橋、峨溪河特大橋。

上部結構形式：主桁采用不帶豎桿的華倫式三角形腹桿體系，節(jié)間長度3.4 m，主桁高度6.0 m，高跨比為1/8.33。兩片主桁中心距采用13.30 m，寬跨比為1/3.76，橋面行車道寬度11.5 m。上弦桿采用φ850×28 mm的單圓鋼管混凝土結構，鋼管采用定型的大直徑焊接直縫鋼管，壁厚28 mm。下弦桿為預應力混凝土結構，截面為等截面矩形，標準段尺寸為1.8×1.1 m，如圖1所示。

主橋橋面系結構部分主要由橋面板、中橫梁和端橫梁組成，并與下弦桿連接形成縱橫梁體系共同參與結構受力，橋面板、中橫梁、端橫梁和下弦桿均為現(xiàn)澆預應力混凝土結構。

下部結構形式:采用柱式墩接蓋梁的結構形式，蓋梁截面為L形，平面尺寸為14.4 m×3.0 m；橋墩采用直徑1.6 m的圓形柱接1.8 m樁基，橋墩間距5.05 m；橋墩間設地系梁，地系梁尺寸為1.5 m×1.2 m。

施工方法：施工過渡墩基礎和墩身；在過渡墩頂部設置支座；搭設并預壓滿堂支架；在支架上現(xiàn)澆下弦桿、端橫梁、中橫梁及橋面板；待混凝土達到一定強度后張拉預應力索；工廠進行鋼結構加工并將桁架分段運輸?shù)浆F(xiàn)場；安裝桁架，分段焊接成整體；完成端部底座混凝土的澆筑；卸落支架；引橋吊裝施工；鋪設橋面鋪裝；施工其余附屬設施。

3.3 100 m跨徑

本項目跨越無為大堤及西河Ⅴ級航道時均采用100 m跨徑，結構形式采用全幅預應力混凝土矮塔斜拉橋。

典型橋梁：跨無為大堤引橋、西河特大橋。

3.3.1西河特大橋設計概述

西河特大橋主橋位于項目路線樁號K11+085處，上跨西河北壩(X046)、西河主航道、西河南壩。本橋設計時跨越西河南北堤壩采用50 m鋼管混凝土桁架組合梁，其中小樁號側通行凈空要求不小于5.0 m，大樁號側通行凈空要求不小于4.5 m。橋位處西河通航等級目前維護等級為Ⅵ級, 評定為Ⅴ(3)級,通航凈寬80 m，上底寬72 m；通航凈高8 m，側高5.5 m。故跨越西河通航主孔采用60 m+100 m+60 m預應力混凝土矮塔斜拉橋。全橋共設16對斜拉索，每個索塔設8對斜拉索，斜拉索空間扇形布置。橋梁主塔橋面以上高16.5 m，為鋼筋混凝土結構。主塔橋墩采用空心薄壁橋墩，承臺厚3.5 m，群樁基礎，每個承臺設12根樁基，樁基直徑1.8 m。

3.3.2西河特大橋結構設計

1)主梁。

主梁為預應力混凝土整體式箱梁，箱梁支點處中線處高度3.631 m，懸臂端部處高度3.0 m，橋面橫坡2%由箱梁澆筑時形成。箱梁寬度為27.1 m，兩側懸臂均為5 m。箱梁頂板厚26 cm，角隅設一次倒角100 cm×40 cm，箱梁底板厚度30 cm，角隅倒角55 cm×30 cm，和40 cm×30 cm。腹板厚度分別為50 cm，60 cm，70 cm。標準橫隔板每4 m布置一道(僅在拉索區(qū)布置)，并與斜拉索索距對應。中室處標準橫隔板厚度為50 cm，邊室處厚度為30 cm。邊墩處橫梁寬度175 cm，橋塔處設一道橫梁，寬度350 cm。箱梁采用雙向預應力體系，主要為縱向預應力體系和橫向預應力體系(見圖2)。

2)索塔。

主塔高16.5 m，采用鋼筋混凝土獨柱塔形式，截面為實心矩形截面，順橋向長3.0 m，橫橋向寬2.0 m，布置在中央分隔帶內，塔梁固接。斜拉索橫橋向雙排布置，間距1.0 m，鞍座亦設兩排。全橋斜拉索共16對，每個索塔設8對斜拉索，斜拉索空間扇形布置。最長拉索約94.8 m，最短拉索約37.7 m，單根重1.3 t～4.0 t，均采用成品索，錨具采用15-22和15-19夾片錨體系。每索上、下端套筒出口處均設置由粘彈性高阻尼材料制成的減振阻尼襯套，以減小或消除拉索的風激振動。

3)下部結構。

下部結構主墩采用帶擴大頭的矩形空心薄壁橋墩，上部擴大段截面尺寸為9.7 m×3.0 m，標準截面基本尺寸為7.7 m×3.0 m，墩高14.2 m，主墩承臺平面為矩形，基本尺寸為16.2 m×12 m，承臺厚3.5 m，承臺底設封底混凝土0.5 m。

大橋實景圖見圖3。

4 結語

蕪湖長江公路二橋接線橋梁規(guī)模宏大，橋梁跨徑形式繁多。其中，50 m鋼管混凝土桁架梁、100 m大懸臂帶肋矮塔斜拉橋具有較強的創(chuàng)新性。目前該項目已建成通車，希望本文的內容對其他項目的設計能起到一定的借鑒作用。