勐古怒江特大橋總體設(shè)計(jì)

袁少洋 汪磊 馬健 夏支賢

摘要：結(jié)合受控因素，勐古怒江特大橋主橋采用240m雙塔空間扇形雙索面分離式鋼箱梁斜拉橋結(jié)構(gòu)。索塔為鉆石型箱型截面混凝土結(jié)構(gòu);主梁采用分離式鋼箱梁結(jié)構(gòu)。斜拉索采用鍍鋅平行鋼絲成品索，設(shè)置減震器以抑制斜拉索振動;采用索塔端直接錨固于塔內(nèi)混凝土齒塊、梁端鋼錨拉板與邊腹板焊接的錨固形式。引橋采用40m標(biāo)準(zhǔn)跨徑鋼板組合梁，能有效加快施工速度和控制地震響應(yīng)，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)在西南山區(qū)橋梁工程中的應(yīng)用。

Abstract： Combining with the controlled factor， the main bridge of Menggu Nujiang River Grand Bridge adopts the structure of double tower and space fan of double cables with separated steel box stay cable bridge with 240m-main span. The cable tower is diamond shaped concrete structurer with box shaped cross section. The beam adopts separative steel box beam structure. The stay cable of bridge uses galvanized parallel steel wire finished cable， installing shock absorber to decrease vibration. The tower end of the stay cable is straightly anchored in the concrete teeth of the tower.The beam end of stay cables applies steel anchor plate welded with outer web. The approach bridge adopts steel plate composite beam of 40m standard span， which will speed up construction process and control seismic response， as soon as prompt application of steel structure in bridge construction of southwest mountains areas.

關(guān)鍵詞：勐古怒江特大橋;斜拉橋;分離式鋼箱梁;混凝土錨固齒塊;鋼板組合梁

Key words： Menggu Nujiang River Grand Bridge;stay cable bridge;separative steel box beam;concrete anchored teeth;steel plate composite beam

中圖分類號：U442.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）29-0200-04

1? 項(xiàng)目概況

勐古怒江特大橋是國家高速公路網(wǎng)G5613保山至瀘水高速公路跨越怒江的關(guān)鍵性控制工程。大橋整體呈南北走向，在保山市和怒江州分界處跨越怒江，南岸為保山市隆陽區(qū)芒寬鄉(xiāng)，北岸為怒江州瀘水縣上江鎮(zhèn)。包括本橋在內(nèi)的保山至瀘水高速公路建設(shè)成為怒江州脫貧開發(fā)建設(shè)的便捷運(yùn)輸通道，對完善國家和滇西片區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，改變當(dāng)?shù)刎毨浜竺婷?，積極響應(yīng)國家加強(qiáng)“三區(qū)三州”等深度貧困地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的號召，打贏滇西邊境集中連片特困地區(qū)脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)等具有重要意義。

勐古怒江特大橋路線總長1333m，由主橋和引橋組成，其中主橋長440m。結(jié)合受控因素以及地形、地貌、地質(zhì)、水文等因素，主橋采用主跨240m雙塔對稱分離式鋼箱梁斜拉橋方案，斜拉索空間雙索面扇形布置，跨徑組合為（100+240+100）m，兩岸邊跨均位于岸區(qū)，邊中跨比為0.417;經(jīng)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算分析，邊跨未設(shè)置輔助墩，主橋立面布置見圖1。主橋采用半漂浮結(jié)構(gòu)體系，在交界墩、索塔處設(shè)置具有豎向約束、順橋向活動且橫橋向承擔(dān)設(shè)計(jì)荷載的改進(jìn)型支座。為改善地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)，順橋向在索塔處，塔、梁之間設(shè)置2套縱向粘滯阻尼器;橫橋向在索塔、交界墩處分別各設(shè)置2套鋼阻尼器。為避免正常使用過程中邊跨支座處出現(xiàn)上拔力，在邊跨一定長度范圍內(nèi)設(shè)置均布荷載和集中荷載壓重。

2? 自然環(huán)境條件

①地形地貌。橋址區(qū)域地貌屬構(gòu)造侵蝕中山峽谷地貌，兩岸斜坡較陡，地形起伏較大，河流階地發(fā)育不完整，橋位跨怒江河段屬河流堆積階地地貌。

②水文氣象。橋址區(qū)江河狹窄，谷坡陡峭，水流湍急，河水流量干濕季節(jié)變化明顯;多年平均最高溫度31.8℃，多年平均最低12.4℃，橋位處最大風(fēng)速35m/s。

③地質(zhì)情況。場地覆蓋層以第四系沖洪積層細(xì)沙、角礫土、卵石土、漂石土和塊石土為主，下伏基巖為石炭系上統(tǒng)丁家寨組白云質(zhì)灰?guī)r、中風(fēng)化石英巖。

④地震效應(yīng)。場地為中硬場地類型2區(qū)，地震基本烈度為Ⅷ度，經(jīng)地震動參數(shù)專題研究，橋址區(qū)E1地震動設(shè)計(jì)動峰值加速度（50年超越概率10%）為0.2665g，E2地震動設(shè)計(jì)動峰值加速度（50年超越概率2%）為0.4006g。

5.4 塔、梁錨固

比對國內(nèi)同類型橋梁的斜拉索塔、梁端錨固形式，考慮本橋斜拉索索力、索塔構(gòu)造、主梁結(jié)構(gòu)形式等方面，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后采用如下方案：索塔區(qū)斜拉索直接錨固于混凝土塔壁齒塊，若索塔錨固區(qū)使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線提供預(yù)應(yīng)力，則受限于索塔尺寸，鋼絞線損失較大且對索塔造成不利影響，故采用精軋螺紋鋼筋提供預(yù)應(yīng)力以抵抗索塔兩側(cè)斜拉索的水平分力。梁端錨固區(qū)則采用鋼錨拉板與邊腹板直接焊接錨固，將斜拉索索力均勻傳遞至邊腹板，方案錨固構(gòu)造簡單，傳力明確。

本橋斜拉索采用塔端張拉方案。

6? 引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本橋兩岸引橋均采用鋼板組合梁，其中保山岸引橋?yàn)?×40+3×（3×40）m鋼板組合梁橋，瀘水岸引橋?yàn)?×（3×40）m鋼板組合梁橋。部分橋跨位于曲線段，橋梁平曲線由鋼梁沿曲線參數(shù)加工形成。引橋采用左右幅分離式設(shè)計(jì)，左右幅間距0.5m，單幅橋?qū)?2.5m，橫橋向單幅橋跨設(shè)置3根鋼縱梁，端支點(diǎn)設(shè)端橫梁，中支點(diǎn)設(shè)中橫梁，跨間每隔5m設(shè)置1根中橫梁，每跨共7道中橫梁，引橋單幅橋跨中橫斷面見圖4。

鋼縱梁及橫向聯(lián)系梁均采用工字型斷面，全橋縱梁高2.2m，上、下翼緣寬0.6～0.8m，板厚為20mm～50mm，腹板厚16～24mm;橫向聯(lián)系梁高0.8m，邊支點(diǎn)和中支點(diǎn)處橫隔梁高1.9m，腹板厚16mm、20mm，翼板厚24mm。

混凝土橋面板橫向連續(xù)跨徑為4.25m，標(biāo)準(zhǔn)段厚25cm，鋼梁翼緣板處加厚至34cm。為提高抗裂性能，負(fù)彎矩區(qū)橋面板混凝土為鋼纖維混凝土。

引橋鋼梁采用頂推法施工，根據(jù)設(shè)計(jì)要求橋面板混凝土需分批次現(xiàn)場澆筑并養(yǎng)生。

7? 結(jié)語

分離式鋼箱梁斜拉橋具有較好的力學(xué)性能和具備良好的氣動外形，鋼箱梁結(jié)構(gòu)自重小，減少索塔和斜拉索材料用量，經(jīng)濟(jì)性好;改善高地震烈度區(qū)地震作用下結(jié)構(gòu)受力性能;引橋采用鋼板組合梁橋，能加快施工速度，促進(jìn)組合結(jié)構(gòu)在西南山區(qū)橋梁工程中的應(yīng)用。

勐古怒江特大橋主橋?yàn)樵颇鲜∈鬃蛛x式鋼箱梁空間扇形雙索面雙塔三跨斜拉橋，本橋的修建可為國內(nèi)同類型高地震烈度區(qū)斜拉橋的建設(shè)提供借鑒，大橋于2017年8月開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2020年建成通車。

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