宁夏吴忠黄河公路大桥桥型方案设计探讨

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　　【摘 要】本文以宁夏吴忠黄河公路大桥桥型方案设计经验为例，对不同跨径连续箱梁结构，T梁、箱梁结构进行方案必选，重点探讨桥型及跨径方案设计原则，力求接近自然与环境充分协调，对今后类似项目的方案设计有一定的借鉴作用。
　　【关键词】桥型方案；方案必选
　　1、概述
　　吴忠黄河公路大桥位于宁夏吴忠市境内，是G109线和G211线联络线中的控制性工程。本项目的建设符合国家及宁夏干线公路网规划，对改善区域通行条件，满足区域交通快速增长，完善国道网络及宁夏干线公路网具有十分重要的意义。
　　吴忠黄河公路大桥全长约8.5km，其中大桥长2.26km，按四车道一级公路标准设计，设计速度80km/h，桥梁宽度24.5m，汽车荷载采用公路-Ⅰ级。
　　2、桥跨布置及桥型方案
　　在充分研究工可报告、防洪评价报告、《黄河流域河道管理范围内建设项目审查同意书》、《黄河跨河越堤桥梁建设若干问题座谈会纪要》的基础上，桥跨布置主要考虑如下几个因素：
　　（1）推荐桥位处于非稳定分汊型河段上，河道内心滩发育，汊河较多，水流分散，流势多为2～3汊，河床演变主要为主、支汊的兴衰及心滩的消长，主槽宽为300～600m；目前，水利部门正在对本段河道按防洪规划治导整治，治导线宽400m；主桥的桥跨布置既要跨过现有主河槽，还要兼顾规划治导后的河槽位置，减少对河道的影响。
　　（2）为了保证两侧滨河大道的通畅，有利于黄河两岸的滨河生态城市建设的思路，同时为了避免给今后的防汛安全带来不利的影响，大桥与堤防采用跨越的方式交叉。
　　（3）桥梁轴线尽量与河道整治后的航迹线正交，满足通航净空要求。
　　（4）结合结构方案设计的技术可行性、经济性以及创新性。
　　最后主桥按60m+5x90m+60m=570m跨径与65m+4x110m+65m=570m跨径同深度比较，择优推荐。引桥采用结构轻盈、行车舒适性好、便于预制安装的40m跨径装配式部分预应力混凝土连续箱梁与T梁进行比选，择优推荐。
　　3、主桥推荐方案跨连续梁结构设计要点
　　3.1 总体布置
　　主桥桥跨布置为60m+5×90+60m=570m，七跨连续梁体系，边中跨比0.66；箱梁采用C50混凝土；桥宽为24.5m，主梁采用分离式，在横桥向由上下行两片箱梁组成。每个箱梁设单向横坡，坡度为2%。
　　3.2 主梁
　　主梁采用预应力混凝土变截箱梁，横断面为单箱单室直腹板箱型梁。根部截面梁高5.5m，腹板厚75cm，底板厚60cm，顶板厚28cm；跨中截面梁高2.2m，腹板厚50cm，底板厚30cm，顶板28cm；腹板厚度线性变化，梁高及底板厚度按1.8次抛物线变化。中支点横隔板厚度为250cm，端横隔板厚度为150cm。边跨设置现浇段长度为13.76m，边、中跨合龙段长度取2m，0号段长度为4m，节段划分为：4×3.5m+7×4.0m，最大块件重量约为123t。
　　3.3 主墩及基础
　　黄河上类似桥梁墩身通常采用墙式墩基础，显得厚重、单调；本次设计考虑结构景观的新颖性，采用单向设置圆弧变化的花瓶形墩，同时考虑后期支座维护的方便，设置预留空间，给整个墩的结构带来较为突出的景观效果。
　　4、主桥比较方案跨连续梁结构设计要点
　　4.1 总体布置
　　主桥桥跨布置为65m+4×110+65m=570m，六跨连续梁体系，边中跨比0.59；箱梁采用C50混凝土；桥宽为24.5m，主梁采用分离式，在横桥向由上下行两片箱梁组成。每个箱梁设单向横坡，坡度为2%。
　　4.2 主梁
　　主梁采用预应力混凝土变截箱梁，横断面为单箱单室直腹板箱型梁。根部截面梁高6.8m，腹板厚75cm，底板厚120cm，顶板厚28cm；跨中截面梁高2.7m，腹板厚50cm，底板厚30cm，顶板28cm；腹板厚度线性变化，梁高及底板厚度按1.8次抛物线变化。中支点横隔板厚度为250cm，端横隔板厚度为200cm。边跨设置现浇段长度为8.7m，边、中跨合龙段长度取2m，0号段长度为8m，节段划分为：4×3.5m+9×4.0m，最大块件重量约为142t。
　　4.3 主墩及基础
　　桥墩采用矩形实心花瓶墩，墩身周边倒以圆角，墩底截面尺寸4.5×3.8m，墩顶横向与主梁箱梁底板相齐，截面尺寸6.0×4.0m，自墩顶至以下7m进行截面过渡。为防止漂流物及冰块撞击桥墩，在墩身横向两侧设置破冰棱。为便于以后施工，在墩顶中央开槽。
　　5、大桥方案比较结果
　　从材料及经济方面比较结果表明，主桥变截面预应力混凝土连续箱梁（60m+5x90m +60m）桥跨比（65m+4x110m+65m）桥跨造价经济，占优势；从施工方面考虑，两者差别不大。因此，主桥推荐采用（60m+5x90m+60m）跨径变截面预应力混凝土连续箱梁。
　　引桥取4孔跨径40m装配式部分预应力混凝土连续箱梁结构与T梁按相同填土高度确定下部结构尺寸做同深度比较，择优推荐，从材料及经济方面比较结果表明，相同跨径同联长的装配式部分预应力混凝土箱梁桥比T梁桥造价经济，占优势；结构的力学性能方面，箱型结构的横向刚度远大于T型梁结构，其整体性也较T型梁结构为优；从施工方面考虑，两者差别不大，T梁模板制作简单，但箱梁便于运输安装。因此，引桥推荐采用40m跨径装配式部分预应力混凝土连续箱梁。
　　6、结束语
　　桥型方案选择是桥梁设计的关键步骤，在考虑满足结构功能的要求外，还应考虑美观及与环境的统一协调。本文对吴忠黄河大桥主桥桥型和桥跨进行了方案必选及设计，可供同行参考。
　　参考文献：
　　[1]胡春锋. 景观桥桥型方案比选及设计[J]，城市建设理论研究，2011（22）.
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