我国在重庆建设一座世界级大桥.doc

我国在重庆建设一座世界级大桥-重庆菜园坝长江大桥，位于重庆两路口到南坪之间大江之上。具有110年造桥史的中铁山桥集团有限公司，将承担这座大桥钢结构的制造任务。至此，这家企业制造的钢桥已13次跨越长江。中铁大桥局第五工程公司承担了主桥及引桥的混凝土浇筑，钢桁梁及钢拱的架设等施工。其他单位如威胜利工程有限公司参与了大桥配套设施的施工。 重庆菜园坝长江大桥是目前国内最大的公共交通和城市轻轨两用大跨径拱桥，主跨420米，为中国第二大跨度拱桥，钢结构总重18000吨。该桥结构形式采用中承式无推力钢管混凝土系杆拱桥，是集钢管拱、钢箱梁、钢桁梁各种新型桥梁结构形式和科技成果于一身的现代化桥梁，这种结构形式不仅在我国绝无仅有，而且在世界桥梁中也具有独特的地位。菜园坝长江大桥于2003年2月5日正式开工。菜园坝长江大桥已经在2007年10月29日建成通车。 编辑本段菜园坝大桥揭秘：桥型世界首创菜园坝长江大桥大桥设计者邓文中在接受专访时称，整座大桥造型轻盈、苗条，犹如一个美丽的姑娘，“她将在世界桥梁史上拥有自己独特的地位”。 设计花10个月曾查阅地方志 邓文中，美国工程院院士，中国工程院外籍院士，是世界工程科技界权威刊物工程学术周刊在2000年评选出的，世界近现代史上125位对人类发展最具有贡献的杰出科学家之一。 年近七旬的邓文中称，菜园坝长江大桥是他在国内亲自完成设计的第一座特大型跨江大桥。整个大桥设计耗时长达10个月。曾被授予“名誉文学博士”称号的邓文中，查阅我市地方志等书籍，目的就是打造一座与我市人文、地貌相吻合的大桥。 大桥未破坏重庆山水景观 菜园坝大桥横跨长江，东西两岸落差大，必须要选择轻盈、苗条的桥型，否则周边环境将遭到破坏。经过反复思考，绘制上万张草图，邓文中最终决定选择“钢箱提篮拱”作为大桥的桥型。 菜园坝长江大桥轻盈、苗条，而又不失“精神”。邓文中告诉记者，菜园坝大桥的桥型属于世界首创，完全是为重庆特有的两江环抱、群山相拥的地貌量身定做。因为桥型一旦“臃肿”，就会出现“只见一座大桥而不见一座城”的尴尬。 大桥创下六个第一 邓文中称，大桥在设计时并没有刻意追求“第一”，但即将通车的菜园坝长江大桥却创下了六个第一，“将在世界桥梁史上拥有自己的独特地位”。 “Y”型混凝土钢构与提篮式钢箱系杆拱和钢桁梁组成，主跨420米，“公路+轻轨”两用桥跨度居世界同类桥梁之首；主桥采用特殊智能化主动控制体系，确保主体结构施工的内力和稳定，该技术在国内是首次应用；独特的主桁体系和安装方法全国首创，其中钢梁整体节段拼装，节段最大重360吨；Y型结构施工难度及支架工程规模，居全国之首；边侧孔钢桁梁安装支架难度和规模属全国第一；用于起吊的缆索吊机达152米，从地面起算达202米，跨度达420米，规模居全国第一，目前已拆除。重庆菜园坝长江大桥主桥设计理念与实践 孙峻岭、邓文中、刘孝辉林同棪国际（重庆）工程咨询有限公司 摘 要 重庆菜园坝长江大桥正桥设六线行车道、双侧人行道（上层桥面），双线城市轻轨（下层桥面）。重庆菜园坝长江大桥主桥为公轨两用特大城市桥梁，居世界同类桥梁之首。重庆菜园坝长江大桥主桥的实施有着项目所特有的极为苛刻社会、经济与技术条件，其中主要的项目边界条件包括：420米拱桥一跨过江、公路与轨道交通同桥共建、都市核心区特大型梁建筑美学设计、项目造价与工期的限制。 重庆菜园坝长江大桥效果图面对挑战、重庆菜园长江大桥设计组坚守“求实、创新、效率”的设计理念，即：结合国情、引入并创造性地发展桥梁结构新技术、实现安全、使用、可实施条件下结构的高效率， 使结构的安全性、实用性、经济性及结构的建筑美观在高效结构上得以自然合一。重庆菜园坝长江大桥主桥设计首创组合式刚构-系杆拱拱式桥梁结构体系。巧妙地将“钢”与“混凝土”建筑主材进行组合提高材料使用效率、又将预应力混凝土刚构与钢箱系杆拱组合提高结构跨越能力，再将正交异性板与钢桁架梁组合共同承受公轨荷载。这一组合式拱桥结构体系使安全、经济、美观这三个看似矛盾的理想追求得到了自然、同步、合一性的实现。重庆菜园坝长江大桥主桥的关键技术创新主要包括： - 组合式预应力混凝土“Y”型刚构-钢箱系杆拱拱式桥梁结构体系； - 组合式公轨交通正交异性板-钢桁架梁梁体结构体系； - 组合式公轨交通正交异性板-钢桁架梁的节段化设计、节段化运输、节段化施工的工业化技术； - 中跨-边跨分离系杆体系与刚构-系杆拱主体结构主动控制技术。本文将就项目的主要社会与环境背景、项目关键边界条件、大桥主桥设计理念、主桥结构体系、关键节点、关键设计与施工技术做简要陈述与讨论。 关键词 公轨两用 长江大桥 刚构-系杆拱 主动控制 大节段 1 重庆菜园坝长江大桥主桥项目主要背景与关键边界条件主要项目背景重庆菜园坝长江大桥工程是1996年国务院批准的重庆总体规划中的主城区的一座特大桥梁，同时也是主城区规划中又一条南北大通道上的关键工程。该大通道起于江北新牌坊、经加洲花园分流路、渝澳大桥、八一、向阳隧道、菜园坝长江大桥，止于大石路立交，与起于江北五里店、经黄花园大桥、石黄隧道、石板坡长江大桥，止于南坪四公里的另一南北大道，形成主城区两条平行的南北大通道。菜园坝长江大桥工程北起向阳隧道口立交自重庆长途汽车站过江，跨越长江接南岸苏家坝立交，穿过隧道经花园路、大石路与大石立交相接，路线全长约7km，为规划中的城区主干线的关键节点。大桥工程由菜园坝大桥正桥（含主桥和引桥）、菜园坝立交、苏家坝立交、南城隧道、南城立交及海铜路改造工程组成，桥位如图1.1所示。路线行经地域分属重庆市渝中区和南岸区，辖区内道路纵横、人居密度极高。该桥上游离鹅公岩长江大桥约4km，下游距石板坡长江大桥约1.2km（目前石板坡长江大桥日通行量已达7万辆）。根据对重庆菜园坝长江大桥的交通量预测，其交通量2005年可达26317辆/日，2025年可达50961辆/日。 图1-1 重庆菜园坝长江大桥主桥桥位重庆菜园坝长江大桥主桥为重庆菜园坝长江大桥项目的核心工程， 是国内首座特大公路、城市轨道两用拱桥。主桥上层桥面设六线汽车行车道加双侧人行道，行车道宽度 233.75m，中央分隔带宽度1.0m，两侧路缘带宽度220.5m，人行道宽度22.5m。汽车荷载按城A级进行设计，设计行车速度V=60km/h。在主桥下层桥面，即钢桁梁的下横梁上布置双线城市轻轨，采用跨座式单轨交通车辆，设计行车速度V=75km/h。菜园坝长江大桥主桥设计基准年限100年设计目标重庆市人民政府及项目业主重庆市城市建设投资公司为重庆菜园坝长江大桥建设制定了一个很高目标，要求参建单位把大桥建成一个使用功能完备、景观优美、安全、又便于维护的重庆都市主城区标志性桥梁工程。其它主要技术、经济、环境边界条件除了公轨同桥公建的要求，重庆菜园坝长江大桥的设计还必须考虑项目所特有的其它重要边界条件，其中包括： - 政府确定的拱桥桥型； - 397 米的最小通航静宽； - 长江上游季节性水位的巨大落差（常年最高水位182米，常年最底水位162米）； - 都市中心区大型基础设施建设所面临的各种场地限制； - 工期限制与造价限额； - 大桥建筑与都市核心区自然景观和建筑景观的和谐关系。 2 重庆菜园坝长江大桥的基本设计理念与原则面对设定的项目目标，面对项目所特有技术、经济、社会、环境边界条件之挑战，大桥设计联合体坚定基本设计理念，即：靠理性技术创新，提高结构效率；效率是目的与条件天然合一的桥梁，并依据设计理念也制定了下列设计原则： 1）在满足安全、使用、耐久要求的前提下，结构造型应力求美观、新颖、简洁大方、富有时代风貌。充分体现当代建桥的新技术、新水平。同时要立足国内，选用经济合理、施工可行的方案。 2）充分尊重、认真分析现有周边环境，注重城市景观组织，合理处理好与周边自然与建筑景观的和谐。 3）充分考虑大桥所处位置的地质、水文以及通航条件。合理布置，尽量减少对交通、水文的干扰。以设计目标为准绳、坚守设计理念与设计原则，尊重本项目所特有的设计各种技术、环境、经济边界条件，设计组对全球范围内现有主要特大拱桥桥型（如图2-1a、b、c、d、e所示）进行了综合比较与分析，最终推出了钢混组合式刚构系杆拱桥这一新型桥梁结构体系为重庆菜园坝长江大桥主桥桥梁结构体系。 图2-1（a、b、c、d、e）主要特大系杆拱桥比较桥型 图2-2 重庆菜园坝长江大桥主桥效果 - 组合式刚构系杆拱桥 3 重庆菜园坝长江大桥主桥结构体系及其关键技术 3.1 重庆菜园坝长江大桥主桥主体结构体系重庆菜园坝长江大桥主桥由420米的中跨和112米及88米对称分布的边跨、侧跨组成。主桥总长800米，立面布置如图3-1所示。大桥主体结构有六大子结构体系组成：主桥桩基承台基础、钢混组合式提蓝刚构-系杆拱、组合式正交异性桥面板桁架钢梁、分离式系杆索体、吊杆索体、支座及伸缩缝。 图3-1/重庆菜园坝长江大桥主桥总体布置 3.2 重庆菜园坝长江大桥主桥主体结构设计关键技术重庆菜园坝长江大桥主桥结构总体设计核心技术主要可归结如下几点。组合设计技术为了提高结构的整体效率，重庆菜园坝长江大桥主桥设计在三个层面上使用了“组合”技术，即：在材料上，将混凝土与钢组合提高材料使用效率；在直接活载承载梁体设计中将正交异性桥面板与桁架钢梁组合提高梁体承载效率；在主体承载结构设计中将预应力混凝土“Y”型刚构与提篮钢箱系杆拱组合提高主体结构跨越能力。 图3-2a 钢混接头 图3-2b正交异性桥面钢桁架梁 图3-2c 一对对称的预应力混凝土连续刚构 + 系杆中拱 从系杆拱桥结构理论最常用到的方程式3-1，不难理解组合的效率。 （3-1）其中： 是作用在拱肋上的竖向力； 是拱肋的有效跨度； 是系杆拱肋失高。 是作用在拱肋上的平均竖向力所引起的水平推力。众所周知，拱桥的设计与实施中，水平推力可能最能反应设计与实施的技术难度及大桥建成的经济指标的技术参数，即水平力越大、技术难度及其经济指标就越高，水平推力越小技术难度及其经济指标就越低。假设失高不变的情况下，降低水平推力的有效方法：一是减小有效跨度 ；二是减少拱重和梁重。与常用的钢桁架-混凝土桥面板结合梁及分离式钢桁架-正交异性桥面板叠和梁梁体相比，组合式正交异性桥面钢桁架梁使用“组合” 理念设计，让正交异性桥面板与钢桁架梁联合作用，使得公轨荷载同梁承担，进而使公轨双用钢梁梁重降到最轻；由于在主体承载结构设计中将预应力混凝土“Y”型刚构与提篮钢箱系杆拱进行组合，从而使系杆中拱的有效跨度从420米减少到320米，极大地降低了大桥水平推力，提高结构总体效率同时降低了关键子结构设计难度；在主体结构的下部结构使用预应力混凝土“Y”型刚构也带来了其它优点：充足的强度与刚度、优良的抗船击能力与耐久性能、良好建筑的可塑造性及经济指标。另，大桥提蓝拱肋仅设六各横撑，在保障主体结构有足够的稳定安全系数的前提下，又降低了主拱自重。正是这些关键材料、结构“组合”技术、重庆菜园坝长江大桥主桥具有很高的材料与结构效率，在保证结构安全性与耐久性的同时，与功能类似规模相当的大桥相比，预计本桥节约永久结构钢材约13000吨。大型结构主动控制技术重庆菜园坝长江大桥大桥设计首次采用特大系杆拱桥设计中的纵向系杆分离体系，即将纵向系杆分为中跨系杆与边跨系杆，并将其独立锚定。在此基础上，设计又在边墩增设了竖向系杆索。三套相对独立的系杆体系可在实施过程中对大桥的主体（刚构、主拱）进行内力与线形空间的调整与控制。 图3-2d 预应力混凝土“Y”型刚构及系杆中拱系杆工作基本原理图示 正交异性桥面钢桁架梁大节段工业化技术现代钢结构设计与钢结构的制造、架安密不可分。一般来讲，钢结构的设计受到、并接受钢结构制造条件、钢结构安装措施的限制。现代钢结构设计、制造、安装技术的发展史也可以基本上说是一部不断深入的“工业化”理念的实践史。所为钢结构的“工业化”理念在这里是指：钢结构设计、制造、运输及安装的工厂化、标准化、及大型化， 现代钢结构工业化的基本目标是更好更快地实施钢结构工程。我国现代钢桁架桥梁基本单元从杆件+板片到杆件+整体节点，钢结构单元的基本连接形式从卯接到栓焊连接，整整走过了近百年的历史。目前，国际发达国家已经发展到了大节段乃至超大节段设计、制造、运输、及吊安，极大地提高了项目实施的效率，更好地保证了钢结构工程的质量。重庆菜园坝长江大桥的正交异性桥面桁架梁设计在已经发展成熟的整体节点、高强镙栓、厚板焊接等技术的基础之上在国内首次采用大节段设计、大节段制造、大节段运输、大节段吊安的设计理念旨在保证质量，并给施工单位提供了更大的工期保障空间。 图3-2e 桥面板制造分割方安 与节段吊安示意 正交异性桥面与钢桁架梁的组合提高组合桁梁的承载效率，工地吊安的节段化提高了施工速度、更好地保证了结构质量。但也同样给设计、制造、施工带来了新的挑战与难题。在设计层面需要解决的新问题主要包括： -正交异性桥面与桁架梁上玄杆的联合作用； -桁架梁上玄杆桥面板及桥面板主、次横梁的连接构造细节； -吊杆-组合式桁架梁横梁-斜吊杆-下玄杆-下轨道横梁传力设计及构造设计。在制造方案及工艺设计方面的新问题更多，其中主要有： -组合式桁架梁正交异性桥面板制造基本单元分块； -组合式桁架梁正交异性桥面板制造基本单元的连接形式； -组合式桁架梁正交异性桥面板形变控制技术； -组合式桁架梁多种整体节点的制造工艺； -组合式桁架梁大节段总体组装方案与精度控制技术； 图3-2f 重庆菜园坝长江大桥组合式公轨两用钢桁架梁大节段段间对拼实验 重庆菜园坝长江大桥组合式公轨两用钢桁架梁大节段段间对拼足尺实验于2005年4月30日在重庆船厂首次实施，两节段八点同时对接在四十六分钟内顺利完成。大节段对接的成功标志着我国钢结构设计、制造技术在工业化的道路上又迈上了新的台阶。 3.3 重庆菜园坝长江大桥主桥关键构造设计 关键结构构造设计是桥梁设计理念到实现的桥梁。考虑到重庆菜园坝长江大桥主桥的设计寿命为100年这一因素，设计组将结构构造设计基本原则定为：保证安全、耐久、可实施性，有选择地保证特殊构造或结构单元的可更换性设计。考虑到篇幅所限，本节仅对菜园坝长江大桥个别关键构造设计的考虑、设计构思及设计细节简要陈述如下。钢箱拱肋与吊杆拱肋锚点认识到钢材对混凝土材料的套箍效应，近年来我国拱桥的设计者与建设者在许多拱桥建设中采用了凝土填充的钢管作为拱桥拱肋，积累了许多的经验与教训。在菜园坝长江大桥设计之初，设计针对钢拱肋的截面形式的两个备选方案，即：钢箱拱肋与钢管拱肋，进行了反复的论证比较。比较与论证的技术层面包括：拱肋强度与刚度，拱肋重量与造价，拱肋关键构造的安全性与耐久性，拱肋的可维护性，拱肋与横撑的连接构造，拱肋的建筑观感等。论证表明，尽管在理论轴压作用条件下，钢管混凝土拱肋的建安性价比略好，但其混凝土钢管相互作用机理缺乏试验基础，关键构造的强度安全性、耐久性、可维护性、生命周期造价及建筑感官较差。基于论证分析，菜园坝长江大桥主拱拱肋采用钢箱拱肋。 图3-3a 钢箱拱肋及吊杆拱箱锚点布置 吊杆锚点的布置也是设计的焦点之一。传统设计将一组多根吊杆多沿桥轴线布置。但这样的布置使吊杆拱肋箱内锚点与吊杆梁上锚点的构造复杂，设计难度大大提高。经反复思考、菜园坝长江大桥吊杆锚点沿桥轴垂直线布置。这样的吊杆布置使得吊杆内力更直接地传递到拱箱隔板及桁架横梁，消除了锚点处传统锚箱构造及由于锚箱所带来制造、维护、及疲劳耐久性问题。系杆索体 系杆索是系杆拱桥中抵抗由于恒载与活载所引起的水平推力的关键结构单元，是大桥的生命线。系杆索的设计不仅要考虑到其理论强度安全系数，而且必须考虑其耐久性、可维护性及可更换性。经反复论证菜园坝长江大桥主系杆索采用PE外包镀锌七丝钢绞线体外索体系，其锚头及锚头-套管封闭抗腐体系均为专项特制产品。同时本系杆索索体允许单根张拉、整体调索、单根更换等优点。索体设计强度安全采用2.5。 图3-3b PE外包镀锌七丝钢绞线体外索 边跨桁梁-预应力混凝土“Y”刚构连接构造拱肋之外边墩之内约150米的桁架梁体自重及其它所承受的二期恒栽及活载在拱梁交界处产生高达3000吨的反力。这一强大外力必须安全、可靠地传给预应力混凝土“Y”刚构，并由“Y”刚构的前悬臂及边跨系杆联合作用最终将静活荷载安全传给主墩与基础。由于拱下无墩这一传力构造必须是拉力结构构造，同时为了保证钢梁在温度效应作用下的自由纵向伸缩及在横向风载与活载偏载作用下横向的稳定性，这一拉力传力构造必须具备竖向强度、纵向漂浮、横向稳定（或保向）。经反复思考、认真比较，菜园坝长江大桥梁拱连接构造的主拉力元件采用PE外包镀锌七丝钢绞线体外索体系。除了主拉力结构单元之外，连接构造还包括前次横梁及吊索牛腿、桁架托梁、吊索上锚点、吊索下锚点。边跨桁梁-预应力混凝土“Y”刚构连接构造总体布置如图3-3c所示。考虑到吊索承受较大地冲击活载，桁架梁吊杆索设计安全系数取值为3.0。桁架梁吊杆索不仅能同时满足强度空间及变位空间的要求，也同样具有耐久性能好及可维护性及可更换性等优点。 图3-3c边跨桁架梁-刚构连接构造总体布置 分离式系杆剪力键为了实现预应力混凝土“Y”型刚构与系杆中拱的结构组合进而提高结构效率，为了能在大桥施工过程中对预应力混凝土刚构的前后悬臂及其主墩内力与线形空间的进行主动控制，菜园坝长江大桥主桥采用“分离”式中跨与边跨系杆设计，而连接中跨系杆与边跨系杆的关键结构接点为分离式系杆剪力键。剪力键的立面与正面如图3-3d所示。 图3-3d 分离式系杆剪力键 剪力键的结构功能主要有三：其一为抵抗来自边跨系杆和中跨系杆而来的强大拉力，对边、中跨系杆索实施锚定；其二是将边跨系杆与中跨系杆的拉力差安全传递给“Y”型刚构前悬臂，即对“Y”刚构前悬臂实施“体外预应力”确保刚构前悬臂能够承受来自系杆中拱的巨大竖向压力。刚箱拱肋-预应力混凝土“Y”型刚构钢混接头钢箱拱肋与预应力混凝土“Y”型刚构的钢混接头是菜园坝长江大桥“组合”设计理念中材料组合与结构组合可实施性的构造基础。“钢混接头”强度安全性与构造耐久性设计是接头设计的核心。菜园坝长江大桥钢混接头采用PBL剪力键及从向预应力拉杆技术保证了接头抗压、弯、剪强度，同时采用接头外箍构造避免了混凝土在钢混结合部的高应力区产生开裂、降低其耐久性的可能。这一构造在菜园坝长江大桥关键技术科研项目的验证试验中得到了证实。 图3-3e 钢箱拱肋-预应力混凝土“Y”型刚构钢混接头边墩接头 边敦接头是预应力混凝土“Y”型刚构后悬臂、边跨系杆、边敦及竖向拉杆、与Y”型刚构后次横梁五个主要结构单元的接点。边敦接点的主要结构性能有五：锚定“Y”型刚构后悬臂的纵向预应力筋，锚定边跨系杆索体，锚定竖向拉杆索体，连接“Y”型刚构后次横梁，锚定临时施工扣索。 图3-3f 边墩接头 4 菜园坝长江大桥主桥施工方案及关键施工技术总体施工方案在长江上下各类特大桥的施工方案及其核心技术，因桥位、桥型及其跨度、设计的交通功能等技术边界条件的不同，各有不同。但特大系杆拱桥、特别是长江上游都市中心区进行公轨两用特大系杆拱桥难度更高。菜园坝长江大桥主桥总体施工方案有五大组成部分：主桥基础与边墩、侧墩施工方案、预应力混凝土“Y”型刚构施工方案、系杆中拱施工方案、桁架梁体施工方案及系杆索体、吊杆索体施工方案，其中刚构、系杆中拱及桁架梁施工方案为核心方案。菜园坝长江大桥主桥核心施工方案可简要概述为：支架+节段悬拼施工刚构；天吊+扣索施工系杆中拱；天吊+大节段施工桁梁。方案总体布置如图4-1所示。 图4-1 菜园坝长江大桥总体施工方案事宜关键施工技术菜园坝长江大桥主桥结构所固有的高效率给大桥的实施带来了很大的挑战。除了克服困难的都市中心区场地边界条件及长江上游巨大的季节性水文高差大之外，施工单位还必须完整、准确地实施下列关键施工技术以确保大桥总体施工方案的顺利安全实施。这些关键施工技术主要包括： -空间预应力混凝土“Y”型刚构施工综合施工技术； -420吨重型天吊系统实施与控制； -大节段钢箱梁运输、吊安技术； -钢混组合式刚构系杆拱桥施工控制技术。 5 菜园坝长江大桥主桥关键技术科研攻关项目为了确保大桥安全、顺利、高质量的实施，菜园坝长江大桥业主单位重庆市城市建设投资公司组织并由设计、建设、院校等单位参加，完成了多向直接服务于项目的关键技术科研， 其中包括： -主拱拱肋钢混接头大比例实验研究； -前次横梁接头大比例实验研究； -主梁下玄-轨道横梁整体接点疲劳特性大比例实验研究； -主桥成桥及其关键施工阶段气动特性及实验研究； -现代钢结构大节段设计、大节段运输、大节段吊安技术研究； -公轨两用钢混组合刚构-系杆拱施工控制研究。上述关键技术的研究成果为大桥的安全高质实施提供了进一步的技术保证。 6 结束语菜园坝长江大桥主桥现有设计与施工的经验给了我们如下的启迪：（1）在我国现代特大桥、特别是都市桥梁的设计与建设中必须从设计理念上考虑到大桥功能的拓宽-大桥功能的双重性，即大桥的物质功能与精神功能。所谓物质功能泛指桥梁的交通、安全、耐久、可维护性功能及经济指标等；而精神功能则指桥梁的自然和谐、建筑美学功能等。而桥梁物质功能及精神建筑功能之美的统一基于结构效率、实现结构效率应靠已有成功技术理性组合及技术创新。（2）重庆菜园坝长江大桥主桥设计坚持效率是美的设计理念，结合国情采用三大关键技术，即：材料与结构组合技术，组合式桁架钢梁大节段设计、制造、运输、吊安技术，分离式系杆-主动控制技术，创造性设计了组合式公轨两用刚构-系杆拱特大桥梁体系，为我国都市交通天堑跨越提供了新的桥梁结构体系。菜园坝长江大桥结构建筑造型简洁、刚柔共举、与桥位自然和建筑环境相和为一。它优在结构、美在效率。（3）由于采用“组合”、“主动控制”、大节段工业化实施等新技术，菜园坝长江大桥结构效率明显提高，与同类钢拱桥相比节约永久结构用刚约达13000 - 15000吨，节约投资约两亿人民币。（4）高效率、新技术对重庆菜园坝长江大桥的建设者们提出了更高的要求、更大的挑战，特别是对大桥建设的业主单位、设计单位、施工单位及监理单位。 参考文献 1“重庆菜园坝长江大桥主桥两阶段施工图设计文件”. 重庆菜园坝长江大桥设计（重庆交通科研设计研究院/林同棪国际公司）联合体.2003年11月。 2“重庆菜园坝长江大桥主桥施工组织设计”.中铁大桥局集团五公司菜园坝长江大桥项目部.2004年11月 *孙峻岭： 重庆菜园坝长江大桥项目总工程师、主桥设计总工程师/林同棪国际公司 *邓文中： 重庆菜园坝长江大桥项目技术总监/林同棪国际公司 *刘孝辉： 重庆菜园坝长江大桥主桥设计负责人/重庆交通研究设计院 鸣谢重庆菜园坝长江大桥建设业主： 重庆市城市建设投资公司重庆菜园坝长江大桥主桥BT项目业主： 中铁大桥工程局集团重庆菜园坝长江大桥建设有限公司重庆菜园坝长江大桥设计单位： 重庆交通研究设计院/林同棪国际公司 设计联合体重庆菜园坝长江大桥主桥施工单位： 中铁大桥局集团五公司重庆菜园坝长江大桥主桥监理单位： 中国船级社工业总公司重庆菜园坝长江大桥主桥主体钢结构制造单位：中铁山海关桥梁厂菜园坝大桥建安造价约28亿元，由菜园坝大桥正桥、菜园坝立交、苏家坝立交、南城隧道、南城立交及海铜路改造工程组成。大桥为公路轨道两用桥，其主跨达到420米，其跨度位居世界同类桥梁之首。 我公司担任了国家决算审计的工作。重庆长江鹅公岩大桥位于重庆市道路快速路的东西干道的大桥处于主干道的关键节点上，自成渝高速公路的终点陈家坪起，经大公馆、谢家湾，过鹅公岩大桥后至南岸4km与川默路相连。关键词：鹅公岩大桥 重庆长江鹅公岩大桥位于重庆市道路快速路的东西干道的大桥处于主干道的关键节点上，自成渝高速公路的终点陈家坪起，经大公馆、谢家湾，过鹅公岩大桥后至南岸4km与川默路相连。该桥由上海市政工程设计研究总院设计，于1997年12月开工，2000年12月竣工。 该桥梁全长6.5km，主桥为主跨600m三跨连续钢箱梁悬索桥，跨径布置为211m+600m+211m。为减少加劲梁在索塔附近的支承刚度，降低加劲梁负弯矩值，在索塔处不设常规的竖向支座而采用在塔附近设特殊吊索的措施。为提高桥梁的动力性能，在主桥梁两端设置了4个200t的高性能阻尼器。 大桥主塔为门式塔架结构，东塔高163m，西塔高160m，塔柱基础为14根直径为2.4m的挖孔桩。 该桥为城市快速路特大桥，桥宽35.5米，双向六车道，预留轻轨交通位置。设计行车速度80km/h，通向能力6.5万辆/日。 鹅公岩大桥连接了重庆九龙坡区、南岸区、经济开发区和高新技术开发区四区，对改善重庆的交通网络结构，推动重庆和西部的社会经济发展起到了重要作用。 重庆长江鹅公岩大桥工程系主城区快速路系统中的东西主干道的组成部分。西起成渝高速公路出口处的九龙坡区大公馆，经谢家湾跨长江，过重庆经济技术开发区，东与渝黔高速公路相连。大桥总投资重庆长江鹅公岩大桥工程是重庆市政府许诺为市民办的实事之一。该工程于一九九七年十二月开工，总投资概算为十四点一亿元人民币。该大桥全长七点二七公里，其中正桥长一千四百二十米，主桥长一千零二十二米，主跨六百米。该桥桥型为门型双塔柱悬索桥，主塔高一百六十三点九米。高耸的门型双塔成为重庆市的又一大景观，该大桥为快路双向六车道，桥面宽三十五点五米，设计行车速度为每小时八十公里，日通行能力六点五万辆。该桥的主缆索股架设在国内首次采用施工索道牵引新工艺，创造了国内主缆架设无破、断丝记录。另外，该桥还根据河道水位变幅大、水流紊乱的特点，创造了世界上首例架空索道空中吊运安装钢箱梁的新技术。重庆市副市长甘宇平在今天的通车仪式上说，鹅公岩大桥连接了重庆九龙坡区、南岸区、经济开发区和高新技术开发区四区，对改善重庆的交通网络结构，推动重庆和西部的社会经济发展将起到重要作用。重庆路桥建设近日喜事多多，长(寿)涪(陵)高速公路已于十二月二十七日正式通车，梁(平)长(寿)、渝邻(水)两条高速公路也于二十七日开工建设。大桥全长 重庆长江鹅公岩大桥桥型为三跨连续钢箱梁县索桥。主桥全长1022米，主跨600米，主塔高163.48米，东锚碇为隧道锚，西锚碇为钢盘混凝土重车式锚。桥面宽35.5米，双向六车道，并预留轻轨交通位置。主跨中心桥面高度258.18米，通航净高50米。设计荷载：汽车超20级，人群荷载3.5knm2。设计行车速度80千米/小时，能行能力65000辆/日。用于支挡路堑边坡或路堤填土的侧面，承受土体的侧向土压力以防止坍塌的构筑物。挡土墙与土相接触的面称为墙背,另一侧称为墙面。墙背最低点称为墙踵,墙面最低点称为墙趾（图1）。 路基挡土结构结构形式大多数挡土墙是靠自重和部分回填土重量来抵御由于土压力造成的倾覆力矩和滑动力而保持稳定。60年代以前最常见的有重力式、薄壁式（悬臂式、扶臂式）等结构形式。60年代以后发展有各种轻型挡墙，如锚杆挡墙、加筋土挡墙和多层锚定板挡墙等新形式。 重力式挡墙完全依靠墙身的自重来抵抗墙后的土压力以维持稳定，用块石或混凝土构筑而成。这种挡墙在中国使用最为广泛。但在地基软弱或墙身较高、土压力较大的情况下，修建重力式挡墙是不经济的。 薄壁式挡墙有悬臂式、扶壁式两种，都是用钢筋混凝土水平板与垂直板连接而成(扶壁式尚有扶壁连接)。一般适用于路堤填土。这类挡墙的圬工重量虽不大，但因为有水平板上的土重，也足以抵抗土压力。 锚杆挡墙60年代以后，挡土墙逐渐向轻型化、拼装化及施工机械化发展，并有了新的锚杆技术，可以将钢拉杆锚固在天然边坡中以承受拉力,保持墙身稳定,因而发展有多种不同类型的锚杆挡土墙（图2a）。 路基挡土结构加筋土挡墙60年代在法国首创，依靠拉筋与填土之间的相互摩阻力以保持墙身稳定(图2b)。 多层锚定板挡墙70年代在中国首创，依靠埋设在填土中的多层锚定板抗拔力以保持墙身稳定（图2c）。 挡墙设计主要包括：选择结构形式。根据地质条件(包括回填土性质)、挡墙高度及作用荷载情况，从施工条件、材料来源和经济的角度选择其形式，并根据一般经验初步选定断面尺寸。确定作用荷载。其中最主要的荷载就是土压力。此外，还有作用于墙顶及地面的荷载，如车辆荷载及机械动荷载等，并可能有水压力、冰压力和地震荷载（见荷载）。检算挡土墙的强度和稳定性。墙身强度检算应根据墙身材料分别按砌体结构、混凝土结构等有关计算方法进行。墙的稳定检算包括：地基承载力检算，倾覆检算和滑移检算。必要时还应进行地基浅层破坏稳定性检算。 地基承载力检算要求墙踵的基底压应力最小值不出现负值(0)，基底压应力的平均值应不超过地基容许承载力【】,墙趾的地基压应力最大值不超过1.2【】，并要求基底总压力的偏心距离不超过土质基底宽的1/6或岩石基底宽度的1/4。 倾覆检算以墙趾为计算力矩的支点，分别计算产生倾覆作用的力矩(MO)和抵抗倾覆的力矩(Mr)。要求Mr1.5MO。 滑移检算以挡墙基底为滑移面，分别计算平行于基底的滑移作用力（Pax）和垂直于基底的法向力(W +Pay),要求f(W +Pay)1.3Pax。式中f为基底摩擦系数，粘性土f0.250.35，砂土f0.300.40；W 为挡墙重量。 地基浅层破坏稳定性检算一般按圆弧法检算（见土坡稳定分析）。如基底有不利的节理裂隙面倾向陡坎或谷坡时，则可用折线滑裂面检算。 排水措施挡土墙后面通常要有排水措施，因为大量雨水渗积在填土里面，会使土的容重增大，抗剪强度降低，从而作用于墙上的土压力增大。在寒冷地区积水，还会结冰，产生冰胀力。为使墙后积水迅速排出，应在墙身布置直径为100150毫米、间距为23米的泄水孔，为防止泄水孔堵塞，应在墙后设置用渗水材料或土工纤维材料等构成的反滤层。 回填土料修筑挡土墙时，应尽量选择无粘性土作为回填料，因这种土的抗剪强度受含水量影响小，较稳定，而且渗透系数较大，有利排水。原则上不允许采用淤泥、有机土及含有杂物的土作为回填土料。回填土必须分层夯实，并按有关标准控制压实密度，这是保证挡土墙稳定的重要条件。回填土压实达一定干容重（见路基填土压实），才能具有较大的抗剪强度，产生较小的主动土压力。 计特点 西安绕城高架桥这种桥因受既有建筑物限制和线路要求，每多弯桥和坡桥。 高架线路桥的上部结构，一般多采用简支梁或连续梁（或刚架），悬臂梁较为少见。用简支梁时，为保证桥面行车平顺，常做成桥面连续的简支梁。如连续梁和墩顶刚接，便成为连续刚架桥。桥的跨度不大时，为了美观，可用板式结构，板的厚度可以是不变的，或只有沿横桥方向是变化的，也有做成菌状结构的。跨度较大时，常作成肋式或箱形截面（见实腹梁桥）。箱形截面的两侧伸出桥面板以扩大桥面，其下用窄墩，形成“脊骨式”的结构，特别是在曲线桥中，较为美观、实用、经济，很受欢迎。 城市高架线路桥的桥墩布置和形式好环，直接影响交通和美观，常选用柱式、桩式、刚架式和薄壁式墩。柱式桥墩铰粗大，一般设一根，呈单柱式墩，其截面有矩形、圆形、椭圆形或具有棱角的多边形。桩式桥墩较纤细，多根并列，桩顶用楣梁连接形成刚架式墩。桩可以是铅直的或斜置的，楣梁可以外露或出于美观需要而隐蔽于上部结构之内。薄壁式桥墩宽度大（横桥方向）而厚度小；它的外观立面可呈矩形、梯形或向上分岔以承托上部结构。 编辑本段高架桥的选型高架桥的选型，是桥梁工程师在进行设计时的首要工作。 主要影响因素1 高架桥与景观影响 高架桥1) 高架桥的结构形式必须根据周边环境，按照桥梁美学的理念，采用合理的线形和高宽比、高跨比。 2) 通过景观设计，提高高架桥与城市景观的协调性。 2 高架桥与环境影响 1)在人口密集区考虑采用槽形梁，可有效降低列车运行时的噪声影响；基础采用桩基础可以减小振动向远距离的传播；采用抗振动性能好的板式支座能减小列车运行时产生的振动噪音。 2)在线路中间设置T型隔声屏，线路两侧设倒L式隔声屏，在噪声敏感地段的线路两侧或单侧设置大型折板式隔声屏，可以达到很好的降噪效果。 在进行城市轨道交通高架桥设计时,首先应该考虑对景观的影响,在考虑结构自身的构造要求及强度要求的同时,应注重桥梁的艺术造型,把对结构的美化设计放在突出位置,尽量与周边环境统一协调,融为一体。结构造型与各部位尺寸比例应相互协调,梁体结构舒展流畅,讲究其线型,下部构造简洁轻巧,通透性好,使高架桥成为城市的一道靓丽风景线。 高架桥的绿化西安绕城高架桥高架桥进行绿化的主要目的是为了美化城市环境、改善人们的生活环境，同时也可以减轻司机开车所引起的视觉疲劳。 植物的选择高架桥绿化对植物的要求很高，要选择一些抗力性好，生命力强，耐干旱等一些植物。根据调查显示，一些立交桥由于植物选择的不恰当，不仅效果不好，还导致绿化大面积的枯萎。 高架桥最适宜种植品种 1、八角金盘：平均高度约为95厘米，一株八角金盘约有叶子98片，可吸附灰尘5.80平方米，相当于每50株八角金盘就可吸附约290平方米的灰尘。可见，八角金盘可大面积吸收灰尘，且对二氧化硫等有害气体抗性很强 2、洒金东瀛珊瑚：平均高度约为70厘米,平均一株洒金东瀛珊瑚约有叶子70片，可吸收灰尘0.50平方米，也是较适宜种植的植物。 3、五叶地锦：具有良好的光照适应性，从阳性到阴性多种光照条件下均可生长，在500Lux，具有良好的耐阴能力。另外，五叶地锦抗逆性和速生性也非常好,如养护管理较好，年最大生长量可以达到6-7米。2 编辑本段与立交桥的区别 高架桥高架桥