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1、第35卷第5期土 木 工 程 学 报Vol135No152002年10月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALOct12002深圳彩虹大桥设计与研究李 勇 聂建国 陈宜言 陈宝春(华中科技大学)(清华大学)(深圳市政设计院)(福州大学)摘 要 深圳彩虹大桥是一座由钢管混凝土拱、预应力钢O混凝土空心叠合板组合梁、钢管混凝土组合桥墩构成的全钢O混凝土组合结构桥梁,在国内外属于首座。主跨150m,跨越深圳火车北站29股道。设计构思新颖,造型优美,结构轻巧,抗风、抗震性能好,结构体系有所创新。体现了桥梁建筑与美学及环境
2、的统一,实现了桥梁建设“轻型大跨、预制装配、快速施工、关注环境”的目标。关键词 全钢O混凝土组合桥梁 钢管混凝土 系杆拱 预应力钢高托座O混凝土空心板叠合梁 钢管混凝土组合桥墩+中图分类号:U442154TU398文献标识码:A文章编号:1000O131X(2002)05O0052O051 概 述深圳彩虹(北站)大桥位于广东省深圳市区,是连接八卦三路与田贝四路的一座城市跨线桥。该跨桥线桥全长112km,跨越深圳火车北站29条股道,是目前世界上跨越铁路股道最多的桥梁之一。主桥采用门构式(下承)钢管混凝土柔性系杆拱,拱脚无推力,桥面宽
3、2318m,拱脚处桥面宽28m。设计荷载:2汽—超20,挂—120,人群荷载:415kNPm,桥下按电气化列车运营要求预留净空,不小于712m。桥面图1 深圳彩虹(北站)大桥通车照片纵坡215‰,横坡为双向115%,地震按7度设防。主桥计算跨径150m,矢跨比1P415,拱轴为悬链线,艺。北站大桥是首座全钢O混凝土组合结构桥梁,它拱轴系数11167,采用双拱肋,每片拱肋由4O<750×12mm跨越深圳火车北站29条股道,广深、广九高速列车钢管混凝土组成桁式断面,桁高310m,桁宽210m,钢管及货车运营十分繁忙,客、货车调车频度极高。
4、如何内灌注C50微膨胀混凝土。两片拱肋之间采用6道风减少现场作业,减少对铁路行车的干扰是本桥设计中撑连接,拱顶设2片K撑,拱脚侧各设2片一字形风撑。应该研究的问题。为此,本设计采用全组合结构,除建成后的深圳北站大桥如图1所示。拱墩固结点的帽梁采用现浇钢筋混凝土外,其余部分桥面采用预应力钢高托座O混凝土空心板叠合梁,均采用工厂制造,现场安装。实现了全桥无模板施设计成纵向漂浮体系。下部结构基础为独柱独桩式,工,适合现代桥梁建设对“轻型大跨、预制拼装、快桥墩采用<218m～<314m变截面钢管混凝土组合柱,速施工、关注环境”的要求。主拱与桥
5、墩采用拱墩固结形式,采用纵向系杆平衡主通过方案的比较分析和对模型梁的试验研究,桥拱的水平推力。主桥桥型布置如图2所示。面采用预应力钢—混凝土空心叠合板组合梁(如图3所示),具有以下特点:(1)对钢梁施加预应力,降2 设计特点低了钢梁高度,使钢梁高度从117m降到112m,节省了钢材;强屈比提高,预应力钢—混凝土组合梁比普深圳彩虹(北站)大桥采用了多项新技术、新工通钢—混凝土组合梁的强屈比要增大15%～20%;组合梁的刚度增大,并且有效抵消了梁在施工阶段的收稿日期:2001O06O15,收到修改稿日期:2002O01O12挠度和应力;承
6、载能力提高,所承受的荷载与结构本深圳市重点科研开发项目(项目编号:98001)身重量之比达20以上。(2)成功地解决了在梁的间©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第35卷 第3期李 勇等·深圳彩虹大桥设计与研究·53·距比较大时采用钢—混凝土叠合板组合梁的关键技术难题。通常情况下是在钢梁上直接浇注后浇混凝土或在薄板(或压型钢板)上浇注混凝土而形成钢O混凝土叠合板组合梁,本桥采用的是预应
7、力钢横梁、预应力混凝土空心板和现浇混凝土叠合在一起的预应力钢—混凝土空心叠合板组合梁,栓钉剪力连接件通过现浇混凝土把预应力钢横梁、预应力空心板和现浇混凝土连成整体。预应力空心板具有图2 深圳彩虹(北站)大桥桥型布置三重作用:一是作为模板;二是作为桥面纵向受力板的一部分参与桥面板的受力,起行车道板作用,抵抗正弯矩的受力钢筋配置在预应力空心板内;三是作为横向承重组合梁的混凝土翼缘的一部分参与组合梁受力。采用拱墩固结形式(图4),具有以下特点:(1)拱脚是主拱垫板、墩顶、帽梁、墩身拉杆、图3 预应力钢O混凝土空心叠合板组合梁水平系杆交合点,
8、结构外形简洁,但受力十分复杂。国内采用拱墩固结形式的钢管混凝土拱桥见表1。(2)提高全桥的整体性,对抗风、抗震、改善行车振动均十分有利。(3)方便施工,节省了大型支座的安装,更换,有利于桥梁的养护。(4)桥墩承受拱脚不平
