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1、南昌洪都大桥自锚式悬索桥设计陈亮,卢永成5南昌洪都大桥自锚式悬索桥设计陈亮,卢永成(上海市政工程设计研究总院,上海200092)摘要:南昌洪都大桥通航孔桥为一座主跨195m双塔三跨单索面自锚式悬索桥,结构上采用3根大缆,外形优美。介绍大桥桥塔、钢箱加劲梁、缆吊系统设计及先梁后缆施工方法的主要内容。对该悬索桥主缆钢混锚固区受力机理及大桥抗风性能进行研究,研究表明大桥钢混锚固区各构件受力性能满足要求,大桥具有较好的气动稳定性。关键词:自锚式悬索桥;钢箱梁;桥塔;加劲梁;主缆;设计中图分类号:U448.25;U442.5文献标志码:A文章编号:1671-7767(2010)03-0005
2、-041工程概况南昌洪都大桥工程位于南昌市三环十一射路3通航孔桥结构设计网骨架中的一环上,是一环跨越赣江的特大桥3.1桥塔设计工程,线路长9.5km。洪都大桥跨越赣江南支,总大桥桥塔为独柱塔,向上采用直线向圆曲线的体布置为:5!40m(PC连续梁)+40m(PC简支过渡,塔顶做成弯月状。桥塔立面顺桥向渐变展开。梁)+(85+195+85)m(双塔三跨自锚式悬索桥)独柱塔使得桥梁空间通透,行车顺畅,视野非常开阔。+40m(PC简支梁)。大桥功能区宽度为2!(0.5桥塔采用钢筋混凝土箱形断面,总高约75m。m防撞墙+0.5m路缘带+2!3.5m+2!3.75桥塔分为桥面以下的下塔柱、装
3、饰缆锚固区的上塔m+0.5m路缘带+1.5m检修道)=35m。通航柱、其间的中塔柱。下塔柱为单箱多室断面,中间一孔桥为(85+195+85)m双塔三跨单索面钢加劲梁室与中、上塔柱箱室对齐,横桥向采用花瓶墩形状,自锚式悬索桥,采用3根大缆布置在同一竖平面内,在墩顶搁置主梁支座,增加了横桥向的整体稳定性。其优美的曲线勾勒出一幅江上远帆的船影,如图1中、上塔柱顺桥向凹槽深度为70cm,横桥向凹槽深所示。该桥于2009年2月竣工通车。度为40cm。根据桩基承载力需要,基础选择微风化泥质粉砂岩为桩基持力层,桥塔基础采用10根2.2m钻孔灌注桩。桥塔及基础构造如图2所示。3.2钢箱加劲梁设计图
4、1大桥实景3.2.1标准节段主梁采用扁平闭口流线型钢箱整体断面,钢材2主要设计技术指标为Q345qC钢,钢主梁梁高采用4m。除主缆锚固道路等级:双向8车道,城市快速路兼有公路区外,全桥共分为39个节段,南、北对称,每个节段性质。长9m。钢箱梁为正交异性板,顶板厚14mm,纵向计算行车速度:60km/h。采用U形加劲,厚8mm;底板厚12mm,纵向采用荷载等级:城-A级,公路瘍级。U形加劲,厚6mm;横隔板纵向间距为3.0m,采用通航:内河#-(3)通航,单向通航孔净宽45整体式板。吊索锚箱设在两内腹板间,索力通过吊m,净高8m,共设4个单向通航孔。索和锚箱均匀传递至横隔板,然后传递
5、至腹板。地震:基本烈度6度。3.2.2塔梁结合段收稿日期:2009-11-10作者简介:陈亮(1975-),男,高级工程师,1997年毕业于上海铁道大学铁道工程专业,工学学士,2000年毕业于同济大学桥梁与隧道工程专业,工学硕士(Email:chen_liang2006@126.com)。6世界桥梁2010年第3期(1)将主缆锚固力传递到加劲梁全断面。(2)支承过渡孔梁并通过填充混凝土实现压重功能。(3)边墩顶横梁功能。结构设计时需考虑以上功能,并使结构传力尽量明确清晰。主缆锚固段构造详见图4。主缆37根束股锚固在后锚面上。加劲梁主缆锚固部分由钢箱内填充混凝土构成,填充段高7m,宽
6、5m,厚4.5m。钢-混凝土结合部采用焊钉和开孔板连接件来保证钢与混凝土之间作用力的传递,并通过在锚固区两侧各增加3道纵隔板加快锚固力向全断面的扩散。图2桥塔及基础构造在塔梁交接处,桥塔穿过主梁,从而截断了该处主梁的横隔板,加上塔处主梁底设有支座,故该节点处受力相对较为复杂。设计中在每个支座两侧各设置了2道纵向腹板与相邻2道横隔板进行连接,从而形成了1个封闭的箱形框架传递支座反力,支座反力通过纵向加强腹板传递至相邻横隔板。在全桥单边活载作用下,塔处支座可能出现拉力,为了平衡该拉力,设置1000t的压重。在封闭箱形框架内填充3m高C50混凝土,混凝土和钢板间用焊钉连接,形成钢-混凝土
7、组合结构,既可提供压重,又可在塔梁交接处形成强大的块体结构,支座反力传递更加直接,同时降低了养护的要求。塔梁结合段构图4主缆锚固段结构示意造如图3所示。3.3缆吊系统设计3.3.1缆吊系统总体布置该桥主缆由3跨组成,边跨理论跨径87m,主跨理论跨径195m,主跨的理论垂跨比1養5。主缆在横断面上布置为单缆面,竖直方向上共呈现3根大缆,其中最下缘的大缆为受力主缆,上部2根缆为装饰性缆,并辅助受力。主缆及装饰缆线形均为分段悬链线。主缆同一吊点设2根吊索,顺桥向相邻两吊点标
