蘭州市深安黃河大橋設計

范佐銀

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092）

1 工程概況

蘭州深安黃河大橋位于蘭州市西固區與安寧區之間，南起西固區深溝橋，橫跨黃河連通北岸的安寧區。該項工程以解決深安路跨越黃河，以及深安大橋與南、北濱河路交叉問題為目標，形成一個功能相對完整的單元作為設計范圍，內容包括：深安路樁號ZK0+000～ZK1+320.000之間的道路工程和橋梁工程，主線全長1.32 km；在深安路樁號ZK0+460.000和ZK0+888.250處分別跨越南、北濱河路的兩個半定向＋兩個苜蓿葉全互通式立交工程（見圖1）。

圖1 深安黃河大橋效果圖

2 主要技術標準

（1）道路等級：城市主干道；

（2）設計車速：50 km/h；

（3）荷載等級：公路-I級；

（4）橋面寬度：雙向6車道，全寬36.5 m；

（5）航道等級：內河V級航道，單孔雙向通航；通航凈高不小于8.0 m，凈寬不小于80 m；

（6）設計風速：V10=25.8 m/s；

（7）抗震設計：地震基本烈度Ⅷ度。

3 主橋總體布置

深安黃河大橋主橋為下承式蝶形鋼拱疊合梁橋，跨徑156 m，橋寬36.5 m，梁高3.5 m。主拱肋面內矢跨比為1∶4，矢高為38.25 m，橋面以上拱肋高度37.1 m；副拱肋立面矢跨比為1:5.67，矢高為25.236 m，副拱肋均在橋面以上。拱肋平面線形均為多條接順的二次多項式曲線。主、副拱肋以連桿相連，僅主拱肋布設吊桿，吊桿標準間距為8 m，全橋共17對吊桿。主橋總體布置見圖2所示。

4 主橋下部結構設計

4.1 主墩

（1）主墩采用V型墩，順橋向外形呈花瓶型展開，與主拱線形接順，墩高約13 m。V腿頂部通過預應力系梁連接（見圖3）。

V腿為矩形截面空心墩。靠近引橋側V腿外輪廓截面尺寸為4.0 m×5.0 m（縱×橫），靠近主橋側V腿外輪廓截面尺寸為5.05 m×5.0 m（縱×橫）。

墩頂系梁高度1.2 m，寬度4.0 m，為預應力混凝土構件，設置10根Φ15-12預應力鋼束。

圖2 主橋總體布置圖（單位：cm）

圖3 橋墩立面圖（單位：cm）

4.2 樁基礎

主墩基礎采用鉆孔灌注樁群樁基礎，每個主墩下設置9根鉆孔灌注樁，直徑采用φ2.0 m，樁長45 m。樁基持力層為③5層卵石層。采用樁底后注漿工藝，以提高樁的承載能力。

4.3 承臺

承臺外形采用圓端形，以減少水流阻力，厚度為3.5 m，封底混凝土厚度為2.0 m（見圖4）。

圖4 承臺平面圖（單位：cm）

5 主橋上部結構設計

5.1 拱肋系統

拱肋系統由主拱肋、副拱肋、主副拱肋之間的橫向連桿以及拱頂橫撐等構件組成。主拱跨徑153 m，外傾10°，立面矢高37.669 m。副拱肋軸線為空間曲線，立面矢高30 m。主副拱肋之間設橫向連桿，間距8 m。拱頂設3道橫撐，橫撐間距8 m（見圖5）。

圖5 拱肋橫斷面圖（單位：cm）

主橋拱肋為鋼結構，材料為Q345qD。主拱肋采用矩形截面，寬2 m，高3 m。副拱肋采用圓管形鋼管，直徑1.5 m。主副拱肋之間的連桿采用圓鋼管，直徑0.8 m，拱頂橫撐外包裝飾球。

5.2 主梁

拱橋主梁為等截面鋼-混疊合梁結構。全高3.5 m，全寬36.5 m。疊合梁鋼梁材質為Q345qD，為主縱梁（閉口邊箱梁）、中橫梁、端橫梁、小縱梁組成的雙主梁梁格體系。為保證頂推過程中各臨時支點的穩定性，主縱梁腹板每隔一定間距設置一道豎向加勁（見圖6）。

圖6 主梁橫斷面圖（單位：cm）

5.3 吊桿

梁拱間布設吊桿，8 m間距，全橋共17對吊桿。吊桿采用高強度鍍鋅平行鋼絲拉索，吊桿規格為φ7-109，冷鑄錨。

5.4 水平系桿索

平衡拱肋推力的系桿采用環氧涂層鋼絞線，主梁單側箱內布置6根水平系桿，每根系桿由37股φl5.2鋼絞線組成。

6 主橋施工方案

主橋上部結構采用拱梁整體頂推的施工方法，即拱與疊合梁鋼梁先期組拼一體，配合臨時撐桿共同受力，自南岸向北岸進行整體頂推，采用多點頂推。主橋各梁段頂推到位后，逐步拆除臨時撐桿，分批張拉吊桿，進行橋面板施工。

7 主要技術特點

（1）對上部結構施工過程中的關鍵技術研究及施工控制，保證預制和安裝的質量和安全。

（2）對鋼-混凝土疊合梁結構的應力分析及優化設計，防止橋面板開裂和裂縫發展。

（3）對結構進行抗震分析及減震措施研究，確保結構安全。

（4）主墩基礎設計采用樁底壓漿技術，以控制基礎沉降。

8 結語

蘭州市深安黃河大橋是蘭州市重點建設項目，于2007年4月進行方案設計，2010年9月29日舉行奠基儀式,由于實際工程受各方面因素影響，該橋已于2011年正式開工建設，預計2014年底建成通車。通過該橋的設計和各復雜節點的研究和試驗，積累了大量經驗，可為以后同類橋梁設計提供參考。

[1]上海市政工程設計研究總院主編.橋梁設計工程師手冊[M].

[2]陳寶春著.鋼管混凝土拱橋（第二版）[M].

[3]上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司.蘭州市深安黃河大橋工程施工圖[Z].