徽水河大橋主橋方案設計

曹新壘 ，周小伍

（1.安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088；2.公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088）

0 前言

近年來，隨著國家推行綠色公路、發展“四個交通”的政策[1]要求，橋梁工業化建造技術，包括結構標準化、工廠化預制及機械化施工等被提上了日程。上部結構向輕型化發展，可大大減小結構自重，便于運輸及安裝。

山區橋梁，非一跨跨越時，多具有高墩、主跨跨徑不大等特點。當項目對景觀有一點要求時，常見的連續剛構、連續梁等造型相對單一的梁式橋橋型就可能滿足不了業主的要求。由于輕柔主梁的結構更符合人們的審美觀點，且可以節省造價，故主梁應“輕薄化”。這與剛度較大的矮塔斜拉橋存在一定的差異，屬于低塔斜拉橋[2～4]，其主梁多采用混凝土肋板梁[5]及鋼板組合梁。

1 工程建設條件

本橋位處地貌單元屬皖南中低山地貌，微地貌單元為低山、山間溝谷、河流。橋位處場地地形起伏很大，地面標高約136.69m～181.10m，場地現主要為山體、道路、山間溝谷等。

橋位區域地層以碎石、強風化泥質砂巖及中風化泥質粉砂巖為主，基礎持力層為中風化泥質粉砂巖，埋深10m～40m。

2 主要技術標準

①道路等級：雙向四車道高速公路。

②設計車速：80km/h。

③設計基準期：100年。

④設計安全等級：一級。

⑤設計荷載：公路-I級。

⑥橋梁橫斷面：全幅凈寬2m×12.25m、半幅12.25m。

⑦通航條件：無通航要求。

⑧地震動峰值加速度值0.05g，特征周期0.35s，Ⅱ類場地，對應地震基本烈度為6度。

⑨環境類型：I類環境。

3 主橋主梁方案比選

3.1 主橋主梁方案構思原則

①主梁方案符合山區橋梁工業化要求，能夠滿足結構輕型化、節約工期、環境保護等要求。

②橋位處平曲線位于圓曲線上，主梁方案應具有較好地抗扭性能。

③主梁方案應兼顧經濟性。

3.2 主橋主梁方案

3.2.1 總體設計

徽水河大橋橋位所處路段采用分離式路基，左幅路線平面位于R=3200m的平曲線上，右幅平面位于R=3000m的平曲線上，兩幅路基間凈距約為20m。分幅路基寬度為12.75m，橋梁單幅寬度為12.25m。橋梁縱斷面位于單向0.7%的縱坡上。

3.2.2 混凝土肋板式主梁

主梁采用預應力混凝土π梁構造，不設置拉索區橫梁。π梁高1.6m，橋面板通長厚 0.4m，π梁間橋面板寬4.85m，主梁懸臂長1.5m。主梁標準橫斷面布置為：1.5m（拉索錨固區）+0.5m（護欄）+3.0m（硬路肩）+8.0m（行車道）+0.25m（安全距離）+0.5m（護欄）+1.5m（拉索錨固區）=15.25m。

圖1 混凝土肋板梁主梁橫斷面布置圖（單位：cm）

本方案主梁采用懸臂掛籃澆筑。

3.2.3 鋼板組合梁主梁

單幅主橋共設2片主梁，采用Q345qD。鋼主梁采用工字型斷面，全高110cm。結合受力情況，梁段共分為A、A’、B、C及 D類五種，梁段長度為6.95m、7.8m、5.1m、4.9m 及2.0m。主梁節段間工地采用高強度螺栓連接。

圖2 鋼板組合梁主梁橫斷面布置圖（單位：cm）

每個梁段設置3道橫梁，一般橫梁及錨索區橫梁高60cm，頂底板寬度均為50cm；端橫梁高100cm，頂底板寬度為60cm。主梁0號段采用混凝土梁，長11.8m。鋼混結合段長3.0m。

橋面板全寬14.25m，板厚25cm，支撐在由鋼主梁及橫梁組成的梁格體系上。橋面板設計為與上述梁格相結合的預應力鋼筋混凝土結合構件，混凝土橋面板與鋼主梁通過布置于鋼主梁及橫梁頂面的φ22圓柱頭剪力釘結合后共同受力。橋面橫坡由支撐預制板的鋼主梁間的高差形成。

橋面板分為預制和現澆兩部分，預制板按照平面尺寸可分為1245cm×325cm、1245cm×300cm兩種規格。現澆部分為預制板間現澆縫、鋼主梁頂現澆帶。預制板間現澆縫寬50cm，鋼主梁頂現澆帶寬90cm。為減少混凝土收縮徐變對結構產生的不利影響，要求預制板存放時間不少于6個月，現澆濕接縫及現澆混凝土橋面板采用C50微膨脹混凝土。預制板與鋼梁接觸部分在鋼梁邊緣粘貼寬5cm，厚1cm的橡膠帶。

本橋主梁采用懸臂拼裝施工工藝。

3.3 方案比選

以上提出的2個主梁方案，均能滿足橋梁功能要求，其主要區別在于建筑高度、施工工期、施工期風險及難度、技術難度、環境影響及養護橋等方面。見下表。

主梁方案比較表

4 主要結論

綜上所述，兩種主梁方案均受力合理、施工工藝成熟。鋼板組合梁方案主梁為鋼結構，符合《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》相關規定，且梁高較混凝土肋板梁方案低、鋼主梁工廠節段制造、橋面板工廠預制、施工工期短及對環境影響較小等特點，更符合山區橋梁工業化的設計理念。綜合推薦鋼板組合梁方案。