株洲清水塘大橋雙層鋼桁拱橋下部結構設計

蔡夢非，顧民杰，吳萬忠，夏睿杰

[上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

清水塘大橋位于湖南省株洲市，主橋上跨湘江，湘江水位漲落差大、泄洪需求高，且橋位緊鄰工業碼頭，通航等級高且航線復雜，對大橋下部結構設計提出較高的要求，合理的基礎形式、合適的標高、以及統籌考慮施工過程的構造設計，可以有效降低工程造價、減小施工難度、減少對周邊環境的影響。

1 工程概況

株洲清水塘大橋跨湘江主橋采用L=100+408+100 m的雙層鋼桁架拱橋，三跨連續結構，拱腳墩頂設置球鋼支座，上層橋面寬32 m，車行道凈寬24.5，雙向6車道；下層布置慢行人非道，吊桿區凈寬10 m。湘江設計通航標準為Ⅱ（3）級航道（2 000噸級船舶），最高通航水位41.96 m，通航凈高10 m，通航寬度包含碼頭水域和通航水域，總寬不小于377 m。湘江三百年一遇設計水位44.51 m，低水位30.0 m，主航道河床底標高22~24 m，河漫灘標高30~40 m，如圖1。

圖1 清水塘大橋立面布置（單位：m）

2 下部結構方案比選

2.1 工程地質

擬建橋位出露的巖性為紅砂巖，組成巖性為粉砂巖夾泥質粉砂巖或粉砂巖與泥質粉砂巖互層，中細砂巖及砂礫巖多以夾層的型式存在，其中風化帶在河床區域直接出露，巖石結構及層理清晰，巖質較新鮮，節理裂隙較發育，巖體完整性較好，巖芯鉆采芯率較高，巖芯呈柱狀。土、石類別為軟石，土、石等級為IV級。層頂高程為18.37~45.89 m，厚度為21.50~37.00 m。中風化紅砂巖天然濕度單軸抗壓強度標準值9 MPa。

2.2 主橋下部結構方案比選

2.2.1 橋墩基礎沖刷與基礎形式選擇

根據本橋總體設計，主橋主墩、邊墩和水中引橋橋墩位于湘江河道內，河床中風化巖層露出，可作為橋梁基礎的持力層，橋墩基礎可以選擇擴大基礎形式，同時該巖層抗壓強度較低，根據當地工程經驗，也可采用樁基礎形式。……