长淮卫淮河大桥主桥总体设计

长淮卫淮河大桥主桥总体设计

蚌埠环路全长约58.92公里，分为南北四个环。长淮卫淮河特大桥位于东环。本文介绍了该特大桥设计前期的桥型方案比较,最终推荐中承式钢桁架拱桥。1志性景观工程工程设计在满足道路交通功能总体要求的前提下,注重桥梁结构的建筑表现,使建成后的长淮卫淮河大桥成为蚌埠市的标志性景观工程,成为一道亮丽的城市风景。工程总体方案应满足航运、防洪等方面的要求,充分考虑河势演变、航道整治的影响。在满足航道要求的条件下,跨度尽可能地覆盖水深条件较好的通航水域。由于深水基础施工难度大、工期长,加上抗御船舶撞击的要求,因此宜在合理布孔的前提下,尽量减少深水基础数量,以控制工期和投资。2桥型的选择长淮卫淮河大桥要求满足Ⅲ级航道的要求,单孔双向通航孔净宽为150m,在满足此通航要求的跨度条件下,可供选择的桥型有梁式桥、悬索桥、斜拉桥和拱桥。2.1桥梁式结构桥型设计满足150m净宽的通航尺度的要求,兼顾工程造价及建设规模和用地,需采用跨径至少180m的梁式桥。桥面标高在40m左右,而河床底标高约为6.0m,常水位为14m,则桥面标高至常水位的距离为22m,至河床底距离为29.0m,采用梁式桥梁,梁高约10m,墩高约25m,可采取墩梁固结体系,即采用连续刚构桥梁。该类桥型造价较低施工技术比较成熟后期养护费用较低。但由于箱梁梁高较大,桥面设计标高较高,故引桥长度相应增长,就造成总体造价偏高;根据历年来针对梁式体系桥梁的检测和养护,还发现大跨径连续梁、连续刚构桥普遍存在跨中下挠、腹板开裂等病害,结构耐久性差。2.2对地质条件的影响悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一。造型优美,规模宏伟,常被称为“桥梁皇后”。在千米级的较大跨径中,悬索桥具有无与伦比的竞争优势。自锚式悬索结构与地锚式相比,可以不考虑地质条件的影响,免去了巨大的锚碇。相比同等跨径的其他桥型,更有其特有的曲线线形、外观优雅等优点。2.3透水桥结构斜拉桥是近年来逐渐兴起的一种桥梁结构形式。结构轻巧简洁,造型新颖,因而受到越来越多的欢迎,是目前最流行的大跨径桥型之一。其优点是刚性大,抗风稳定性好,尤其是抗扭曲震动性,显示出时代技术的特征。解放路淮河公路桥为斜拉桥结构,建成于1989年,代表着当时我国斜拉桥的最高建设水平。斜拉桥能有效减少主梁梁高及消除梁式结构的跨中下挠问题。但桥面较宽时,横桥向至少需要3根桥塔,造成桥塔数量多、景观较差。2.4钢桁架桥墩拱桥的主拱圈为曲线构造,造型美观、大方,可与淮河中的倒影依依辉映。在城市桥梁建设中是一种很有竞争力的方案,特别是钢桁架拱桥,具有外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高、架设速度快等优点,适应当今快速重载交通的需要而且结构安全性较高施工技术比较成熟。3桥梁方案结合桥位区地形、地貌、地质、水文等自然条件及航运、泄洪、城市规划等因素,本着“适用、安全、美观、经济”的原则,拟定了3种桥型方案。3.1主桥结构总体布置本方案主桥跨径布置为(80+220+80)m,主桥全长380m,为钢桁架式。拱圈采用钢桁架结构,主梁为钢箱梁,下部采用承台及群桩基础。通航孔由主桥220m的主跨跨越,全桥满足通航净宽、净空要求。主桥采用三跨连续钢桁系杆拱,总体布置见图1。全宽47m,桁宽35m,两侧边跨为变高度桁梁,中跨为钢桁系杆拱。拱顶至中间支点高度为62m,拱肋上下弦线形均采用圆曲线,拱肋上弦与边跨上弦之间采用半径为350m的反向圆曲线相接,主拱矢高为55m,矢跨比为1/4。主桥日景效果图见图2。3.2管式钢管混凝土拱肋结构三跨连续下承式钢管混凝土拱梁组合体系桥方案,跨径布置为(100+200+100)m,总体布置图见图3。主拱圈采用悬索拱轴线。拱肋形式采用钢管混凝土结构。拱肋截面选用三管式断面的形式。三管式断面优势为:1)三管式拱下大上小重心低,钢管拱肋自重横向安全系数>10,钢管混凝土拱安全系数≥4,因此能实现单肋合龙,从而节省了大量施工设备。2)在结构上可通过加大上管直径增大受压面积,而2根下管解决稳定问题。3)三管式横向稳定性好,从而可以取消风撑使桥面净空开阔通畅。从稳定性好、安全可靠出发,本方案选用三管式钢管混凝土拱肋形式。主桥效果图见图4。3.3主拱圈和边拱肋结构主桥采用(68+220+68)m的中承式钢管混凝土系杆拱桥,俗称“飞雁拱桥”,总体布置图见图5。主拱圈矢高55m,跨度220m,矢跨比为1/4,主拱圈采用悬链拱轴线、等截面桁架式结构。边拱圈的边拱肋是为系杆提供锚固端从而平衡主拱推力而设置的,可称为平衡孔。主桥效果图见图6。4施工技术及施工技术均有成熟3种桥型方案比选见表1