上海市复兴岛运河桥—斜靠式系杆拱桥设计.pdf

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1、第6期(总第156期)2011年12月中国彳丛芏靠CHINAMUNICIPALENGINEERlNGNo6(SerialNo156)Dec2011DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．201106009上海市复兴岛运河桥——斜靠式系杆拱桥设计黄小国(上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海200235)摘要：上海市复兴岛运河桥是长阳路道路辟通工程中的关键项目之一。由于受桥下通航净空及与长阳路衔接的军工路和共青路标高控制，故主桥桥梁建筑高度受到了严格限制。经过方案比选．采用737

2、m下承式钢箱系杆拱桥，桥面总宽24m。从景观设计、总体设计、结构分析到施T_Jl瓯序等全面介绍了该桥的设计过程，为同类桥梁的设汁提供参考。关键词：斜靠式系杆拱桥；钢箱拱肋；景观中国分类号：U448．225文献标识码：A文章编号：1004—4655(2011】06—0022—03复兴岛运河桥是上海市杨浦区长阳路(军工路一共青路)道路辟通工程中跨越运河的关键性工程，是连接上海市市区与复兴岛的1座大型桥梁。主桥采用主跨73．7m，桥面总宽24m，桥面系采用钢混结合梁结构。下部结构采用承台+群桩结构，每

3、个主墩采用7根由1000mm的钻iL灌注桩，桩长75m。1景观设计复兴岛规划(见图1)为商务旅游休闲区。本桥作为复兴岛的门户工程，景观要求较高。在满足线路、通航净空要求及与岛上建筑景观协调的设计理念基础上，经过多种方案的比选，主桥采用斜靠式系杆拱，主、副拱圈形状与复兴岛岛屿形状均为“弓”形，相互呼应，从平面和立面角度来看，主、副拱肋结构中融人岛内建筑采用的圆形主题元素，达到风格上的协调，同时体现桥梁柔和的格调。主桥景观效果见图2。图1复兴岛规划图收稿日期：201l一08—3l作者简介：黄小国(1

4、978一)，男，博士，主要从事桥梁设计理论厦桥梁抗震的研究。22■■■■—啊函■■■■_b)行军角厦方向图2主桥景观效果图2结构设计2．1主要技术标准设计车速：加km／h；车道布置：双向4车道；桥梁荷载：公路一I级；人群荷载：3．5kN／m2；桥面纵坡：最大纵坡3％，竖曲线R=600m；路幅布置：0．25m(栏杆)+2．25m(人行道)+1．50m(主梁及拱肋)+0．50m(防撞护栏)+15．00m(车行道)+0．50nl(防撞护栏)+1．50m(主梁及拱肋)+2．25m(人行道)+0．25m(

5、栏杆)=24．00m(全桥宽)；抗震设防烈度：Ⅶ度。通航等级：Ⅶ级航道，最高通航水位+43m(上海吴淞高程系统)；通航净空宽度25m，通航净空高度3．5m。中圄，丛：柱黄小国：上海市复兴岛运河桥——斜靠式系杆拱桥设计2011年第6期2．2总体设计1)计算跨度及拱轴线。根据“一跨过河”原则及运河两侧防汛墙位置，确定主桥的计算跨径为73．7m。忽略拱肋自重对拱肋线形的影响，系杆拱的合理拱轴线为对称的二次抛物线，矢高取为14．740m，矢跨比为1／5。主拱肋采用钢箱截面。副拱肋拱轴线为空间曲线，副拱拱

6、平面与主拱形成10。27’19”的夹角，在副拱拱平面内副拱为二次抛物线：副拱肋截面为钢箱截面。主拱与副拱间采用工字梁横撑连接以加强侧向稳定，横撑间距为4．8in。主桥的总体布置见图3。军工路彳=纛f最⋯蒜if一杂。吊等’2)桥面系。与正交异性钢桥面系相比，钢一混结合梁桥面系的优点是用钢量小，养护维修工作量较小，防腐工作量小，行车噪声较小；缺点是计算理论还不成熟，比如混凝土收缩徐变的影响等。但是通过分块预制混凝土桥面板，6个月后浇筑桥面板湿接缝混凝土可以减小混凝土收缩徐变的影响。因此本桥采用钢一混

7、结合梁桥面系。对于钢一混结合梁桥面系，中横梁的跨度、间距和高度是3个关键参数。中横梁的跨度应依据路幅布置进行确定，即为2主梁间的距离；中横梁的间距直接影响桥面板的厚度，间距越大，桥面板的厚度要求越大，因此在桥梁建筑高度受到限制时，采用密布中横梁的方式可以减小桥面板的厚度，也可以减小中横梁的荷载。对于本桥．中横梁的跨度为16m；由于桥梁建筑高度受到限制，经比较后中横梁的间距取为2．4rfl，中横梁采用工字梁，梁高为0．91—1．03m(考虑横坡的影响)；桥面板的厚度为200nml(跨中)一260m

8、m(支点)。3)吊杆及锚具。吊杆间距应与中横梁的布置相匹配．本桥吊杆间距取为4．8m。吊杆采用PES5—85型高强度镀锌平行钢丝拉索，抗拉强度为1670MPa。锚具采用与吊杆相应的IlM型冷铸镦头锚，吊杆上端锚固于主拱肋(为固定端)，下端锚固于主梁内(为张拉端)。4)下部结构。本场区位于上海地区古河道切割区内，地表下90m深度范围内地基土均为第4系全新统一上更新统的沉积地层，因此采用摩擦桩是唯一的选择。由于拟建主桥对桩基承载力和沉降要求均很高。若选择⑤，层(粉质黏土夹粉性土)作为主桥的桩基持力层