長淮衛(wèi)淮河大橋主橋總體設計

長淮衛(wèi)淮河大橋主橋總體設計

蚌埠環(huán)路全長約58.92公里，分為南北四個環(huán)。長淮衛(wèi)淮河特大橋位于東環(huán)。本文介紹了該特大橋設計前期的橋型方案比較,最終推薦中承式鋼桁架拱橋。1志性景觀工程工程設計在滿足道路交通功能總體要求的前提下,注重橋梁結構的建筑表現(xiàn),使建成后的長淮衛(wèi)淮河大橋成為蚌埠市的標志性景觀工程,成為一道亮麗的城市風景。工程總體方案應滿足航運、防洪等方面的要求,充分考慮河勢演變、航道整治的影響。在滿足航道要求的條件下,跨度盡可能地覆蓋水深條件較好的通航水域。由于深水基礎施工難度大、工期長,加上抗御船舶撞擊的要求,因此宜在合理布孔的前提下,盡量減少深水基礎數量,以控制工期和投資。2橋型的選擇長淮衛(wèi)淮河大橋要求滿足Ⅲ級航道的要求,單孔雙向通航孔凈寬為150m,在滿足此通航要求的跨度條件下,可供選擇的橋型有梁式橋、懸索橋、斜拉橋和拱橋。2.1橋梁式結構橋型設計滿足150m凈寬的通航尺度的要求,兼顧工程造價及建設規(guī)模和用地,需采用跨徑至少180m的梁式橋。橋面標高在40m左右,而河床底標高約為6.0m,常水位為14m,則橋面標高至常水位的距離為22m,至河床底距離為29.0m,采用梁式橋梁,梁高約10m,墩高約25m,可采取墩梁固結體系,即采用連續(xù)剛構橋梁。該類橋型造價較低施工技術比較成熟后期養(yǎng)護費用較低。但由于箱梁梁高較大,橋面設計標高較高,故引橋長度相應增長,就造成總體造價偏高;根據歷年來針對梁式體系橋梁的檢測和養(yǎng)護,還發(fā)現(xiàn)大跨徑連續(xù)梁、連續(xù)剛構橋普遍存在跨中下?lián)稀⒏拱彘_裂等病害,結構耐久性差。2.2對地質條件的影響懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一。造型優(yōu)美,規(guī)模宏偉,常被稱為“橋梁皇后”。在千米級的較大跨徑中,懸索橋具有無與倫比的競爭優(yōu)勢。自錨式懸索結構與地錨式相比,可以不考慮地質條件的影響,免去了巨大的錨碇。相比同等跨徑的其他橋型,更有其特有的曲線線形、外觀優(yōu)雅等優(yōu)點。2.3透水橋結構斜拉橋是近年來逐漸興起的一種橋梁結構形式。結構輕巧簡潔,造型新穎,因而受到越來越多的歡迎,是目前最流行的大跨徑橋型之一。其優(yōu)點是剛性大,抗風穩(wěn)定性好,尤其是抗扭曲震動性,顯示出時代技術的特征。解放路淮河公路橋為斜拉橋結構,建成于1989年,代表著當時我國斜拉橋的最高建設水平。斜拉橋能有效減少主梁梁高及消除梁式結構的跨中下?lián)蠁栴}。但橋面較寬時,橫橋向至少需要3根橋塔,造成橋塔數量多、景觀較差。2.4鋼桁架橋墩拱橋的主拱圈為曲線構造,造型美觀、大方,可與淮河中的倒影依依輝映。在城市橋梁建設中是一種很有競爭力的方案,特別是鋼桁架拱橋,具有外形雄偉壯觀、跨越能力大、承載能力高、架設速度快等優(yōu)點,適應當今快速重載交通的需要而且結構安全性較高施工技術比較成熟。3橋梁方案結合橋位區(qū)地形、地貌、地質、水文等自然條件及航運、泄洪、城市規(guī)劃等因素,本著“適用、安全、美觀、經濟”的原則,擬定了3種橋型方案。3.1主橋結構總體布置本方案主橋跨徑布置為(80+220+80)m,主橋全長380m,為鋼桁架式。拱圈采用鋼桁架結構,主梁為鋼箱梁,下部采用承臺及群樁基礎。通航孔由主橋220m的主跨跨越,全橋滿足通航凈寬、凈空要求。主橋采用三跨連續(xù)鋼桁系桿拱,總體布置見圖1。全寬47m,桁寬35m,兩側邊跨為變高度桁梁,中跨為鋼桁系桿拱。拱頂至中間支點高度為62m,拱肋上下弦線形均采用圓曲線,拱肋上弦與邊跨上弦之間采用半徑為350m的反向圓曲線相接,主拱矢高為55m,矢跨比為1/4。主橋日景效果圖見圖2。3.2管式鋼管混凝土拱肋結構三跨連續(xù)下承式鋼管混凝土拱梁組合體系橋方案,跨徑布置為(100+200+100)m,總體布置圖見圖3。主拱圈采用懸索拱軸線。拱肋形式采用鋼管混凝土結構。拱肋截面選用三管式斷面的形式。三管式斷面優(yōu)勢為:1)三管式拱下大上小重心低,鋼管拱肋自重橫向安全系數>10,鋼管混凝土拱安全系數≥4,因此能實現(xiàn)單肋合龍,從而節(jié)省了大量施工設備。2)在結構上可通過加大上管直徑增大受壓面積,而2根下管解決穩(wěn)定問題。3)三管式橫向穩(wěn)定性好,從而可以取消風撐使橋面凈空開闊通暢。從穩(wěn)定性好、安全可靠出發(fā),本方案選用三管式鋼管混凝土拱肋形式。主橋效果圖見圖4。3.3主拱圈和邊拱肋結構主橋采用(68+220+68)m的中承式鋼管混凝土系桿拱橋,俗稱“飛雁拱橋”,總體布置圖見圖5。主拱圈矢高55m,跨度220m,矢跨比為1/4,主拱圈采用懸鏈拱軸線、等截面桁架式結構。邊拱圈的邊拱肋是為系桿提供錨固端從而平衡主拱推力而設置的,可稱為平衡孔。主橋效果圖見圖6。4施工技術及施工技術均有成熟3種橋型方案比選見表1