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摘 要:如皋市长青沙大桥桥梁全长1046m,其中主桥为仙鹤型双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,主桥跨径布置为(95+218+95)m,两侧引桥为装配式部分预应力混凝土连续箱梁。主梁为单箱三室大悬臂斜腹板箱梁,三向预应力体系。主塔为仙鹤造型的空心塔柱,断面根据造型需要进行渐变,造型设计与当地长寿文化高度契合,突破了传统的桥塔造型。本文介绍了该桥的结构设计及主要设计特点。
关键词:单索面 斜拉桥 设计 景观
一、工程概况
长青沙大桥位于如皋港港口连接线(G204南延)上,路线南起长青沙环岛东路,经东风滩横跨长江北汊,南接沿江公路交叉,全长2.331km,按双向四车道一级公路标准建设。长青沙大桥全长1046m,主桥采用(95+218+95)m仙鹤型双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,支承体系,主桥宽26.5m;引桥为35m装配式部分预应力混凝土连续箱梁,上下行两幅分离,单幅桥宽11.5m。
二、桥址区自然条件
1.气象与水文
如皋地区地处北亚热带,属东亚季风区的一部分,气候温暖湿润,具四季分明、冬冷夏热、雨水丰富之气候特征。最冷月(1月)平均气温1.7℃,最热月(7月)平均气温达27.4℃,年平均气温在14℃以上。年平均日照时数达2200h,无霜期约216天。年降雨量在1000mm以上,主要集中于夏季。由于距海较近,受海洋调节较明显,气温的日较差和年较差都较小。
长江如皋段属于长江感潮河段,常年潮水位为2.33~2.63m,长江口为终点强度的潮汐河口,潮汐为非正规半日潮,每天两涨两落,日潮不等现象明显。
2.地形地貌
桥位处天生港水道,属长江澄通河段中部如皋沙群段,其上游是福姜沙汊道段,下游为通州沙水道。地貌上属长江漫滩区,地势基本平坦略有起伏。
3.地质
桥址区地貌上属长江漫滩区,上部第四系松散层多为新近期的长江漫滩冲积物,底部为晚更新世冲洪积物。
4.地震效应
1.主桥结构设计
(1)主桥结构体系
主桥采用仙鹤型双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,主跨为218m,边跨95m,主桥长408m,桥宽26.5m。桥梁中间设3.5m宽索区,扇形索面横向间距为1.1m,梁上间距标准段为6m,边跨梁端加密至3m,塔上间距竖向2m;主梁为预应力混凝土单箱三室断面,中心梁高2.8m;主塔为钢筋混凝土结构,桥面以上高85m(含装饰段)。
主桥结构体系为支承体系,主梁在桥塔处开孔供主塔穿过桥面,在主塔处梁下设纵向活动支座,横桥向设有横向抗风支座;在主引桥过渡墩墩顶处设纵向活动支座,单侧横向约束。
(2)主梁
主梁采用单箱三室斜腹板箱梁断面,中心线处梁高2.8m,顶板宽26.5m,底板宽10.5m,悬臂长度为4m,箱梁顶板设2%的横坡,底板水平;采用前支点挂篮悬浇,分为标准节段、非标准节段和边跨支架现浇段。标准节段:箱梁顶底板厚度均为28cm,中腹板厚40cm,斜腹板厚25cm,悬臂端部厚20cm,根部厚55cm。非标准节段:在梁端及主塔根部,顶底板局部加厚至50cm;主塔根部中腹板局部加厚至120cm。
一、设计特色
1.桥塔设计独特
如皋是我国六大长寿之乡之一,是我国沿海地带唯一的长寿之乡,也是处于工业相对发达地区的长寿之乡。仙鹤羽色素朴纯洁,体态飘逸雅致,成为高雅、长寿的象征。将仙鹤作为斜拉桥主塔的基本造型,体现了如皋长寿之乡的文化名片。
长青沙大桥主桥桥塔造型美观,形态高挑,像一对美丽的仙鹤栖息于长江之上,与如皋长寿文化高度契合。桥塔造型独特、新颖、飘逸,塔身线条优美流畅,通过桥塔断面的变化丰富了桥塔立面的构图,避免了大面积混凝土产生的单一和呆板。立面构造精致,质感丰富,大悬臂斜腹板主梁使结构显得更加轻盈,给人总体向上展翅欲飞的动感和气势。
1.结构体系合理
通过对墩塔梁固结的刚构体系、塔梁固结体系及支承体系的静力及抗震能力分析,最终主桥选择支承体系进行施工图设计。与双索面斜拉桥不同的是,单索面斜拉桥需在主梁上开孔供主塔穿过,设计时应对主梁开孔处进行细部分析及相应的构造措施。
2.视野开阔
单索面斜拉桥由于拉索布置于中央分隔带内,具有良好的视觉环境,视野开阔,无双索面斜拉桥的行车压抑感,长青沙大桥穿过规划中的休闲度假区,车行其上可一览周边美景。
参考文献
[1] 林元培.斜拉桥[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2] 刘士林,梁智涛.斜拉桥[M].北京:人民交通出版社,2002.
[3] 严国敏.现代斜拉桥[M].成都:西南交通人学出版社,1996.
作者简介
龚俊(1980—),男, 湖北,工程师,大学本科,从事桥梁设计工作。