廣雅大橋設(shè)計(jì)執(zhí)行報(bào)告

1、柳州廣雅大橋設(shè)計(jì)總結(jié)四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院2013年12月 一、概述（1）建設(shè)規(guī)模廣雅大橋位于柳州市區(qū)，大致呈東西走向。大橋東岸接廣雅路，通往市中心；西岸接河西路和磨灘路，與西環(huán)線相連。大橋?qū)⒘兄行某菂^(qū)與河西片區(qū)以最短捷的路徑有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，對(duì)柳州市河西片區(qū)的開(kāi)發(fā)，形成柳州市區(qū)路網(wǎng)總體構(gòu)架、配合柳州市調(diào)整社會(huì)經(jīng)濟(jì)布局，帶動(dòng)柳州市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的意義。本工程包括主體工程與雅儒路改造工程，主體工程起點(diǎn)里程為：K00.000，終點(diǎn)里程為：K1+410.487，主線全長(zhǎng)1410.487米（含引道及橋梁總長(zhǎng)），其中主橋長(zhǎng)546米，橋?qū)?6米；引橋長(zhǎng)512米（半互通式立交方案），

2、橋?qū)?2米、30米、25.5米三種，西岸引橋包括兩邊輔道總寬44.5米；西岸引道長(zhǎng)249.722米，引道總寬47米；東岸引道（即廣雅路改造工程）長(zhǎng)102.765米，寬度30米。（2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1) 道路等級(jí)：城市主干路級(jí)；2) 設(shè)計(jì)車(chē)速： 50km/h3) 機(jī)動(dòng)車(chē)設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí)4) 引橋標(biāo)準(zhǔn)段橋面布置：全寬30m，2.75m人行道（含欄桿）+0.5m路緣帶+3.5m輔道+2×3.75m機(jī)動(dòng)車(chē)道+1.5m中央分隔帶+2×3.75m+3.5m輔道+0.5m路緣帶+2.75m人行道（含欄桿）。5) 橋下凈空高度：汽車(chē)>5米，電力牽引鐵路KH-200>7.5米6) 橋

3、下通航標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)河航道（3）級(jí)7) 船撞力：根據(jù)JTG D60-2004取值，橫橋向800KN，順橋向650KN8) 最高通航水位：+86.68m（黃海高程）9) 通航凈空：高度為10米，單向通航孔凈寬為55米。10) 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100,設(shè)計(jì)水位92.55m11) 橋上縱坡：4%基本地震動(dòng)峰值加速度：0.05g二、工程設(shè)計(jì)情況（一）、總體情況柳州廣雅大橋位于柳州市區(qū)，連接柳江市中心城區(qū)與河西片區(qū)，對(duì)柳州市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的意義。由于大橋地理位置處于柳州市中心城區(qū)，因此本橋設(shè)計(jì)之初即將其景觀效果放在了重要位置，根據(jù)橋型美觀實(shí)用經(jīng)濟(jì)的原則，采用海鷗式鋼箱拱橋橋型方案。廣雅大橋主橋全長(zhǎng)5

4、46m，孔跨布置為63m+2×210m+63m，橋梁總體布置如下圖所示。本橋橋?qū)?6m，合理地采用橫向雙拱布置方案，如圖3所示，主拱圈設(shè)置于人行道與車(chē)行道之間，因此主拱圈與橋面結(jié)構(gòu)存在交叉，為解決無(wú)橫撐主拱圈的穩(wěn)定問(wèn)題，盡可能地減小主拱圈尺寸，橋面結(jié)構(gòu)不采用漂浮結(jié)構(gòu)，而與主拱圈進(jìn)行固結(jié)，因此本橋的結(jié)構(gòu)體系最終選用剛架系桿拱橋。為釋放橋面連續(xù)而產(chǎn)生的巨大水平力，主梁設(shè)2道240型伸縮縫，位于邊墩三角剛架端部與中跨橋面加勁梁之間，該三角剛架端部設(shè)牛腿構(gòu)造，中跨加勁梁端部通過(guò)拉壓支座擱置于牛腿上。（二）、設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)本橋由于造型獨(dú)特（國(guó)內(nèi)尚無(wú)此造型的拱橋），尤其是兩片鋼箱拱之間沒(méi)有

5、任何橫向聯(lián)系，對(duì)于拱橋來(lái)說(shuō)，兩個(gè)主跨210米是相當(dāng)大的跨徑，增大了設(shè)計(jì)難度，在設(shè)計(jì)過(guò)程中幾經(jīng)波折，既要滿足受力要求，又要使其美觀，反復(fù)的進(jìn)行計(jì)算調(diào)整和構(gòu)造的優(yōu)化，設(shè)計(jì)工期接近一年的時(shí)間。技術(shù)特點(diǎn)難點(diǎn)以及創(chuàng)新點(diǎn)如下：1) 主跨為三角剛構(gòu)與下承式系桿拱橋的組合體系，三角剛架的存在，減小了鋼箱拱的跨度（鋼箱拱的有效跨度由203m變?yōu)?50m），增大了結(jié)構(gòu)的跨越能力，三角剛架可理解為與上部系桿拱固結(jié)的下部結(jié)構(gòu)（三角剛構(gòu)橋墩），其優(yōu)點(diǎn)是抗推剛度大，施工和運(yùn)營(yíng)中起到抵抗邊、中跨不平衡內(nèi)力的作用；相對(duì)于一般的拱橋具有較好的抗震及防船撞性能。2) 本橋?qū)儆诹汗皡f(xié)作體系。為了造就連綿起伏的雙拱輪廓線，以勾勒出“

6、海鷗展翅”的寓意，主拱兩邊設(shè)置了副拱；副拱的設(shè)置對(duì)邊跨起到了支承作用，增大了邊跨的跨越能力；同時(shí)主、副拱和三角剛架構(gòu)成了高度很大的桁架，改善了拱腳區(qū)段主拱受力，減小了主拱截面尺寸，改善了粗大的拱體造型，使得整個(gè)橋型結(jié)構(gòu)更加輕盈，造就了整座大橋的空靈剔透的造型特點(diǎn)。3) 出于景觀的需要，橋面以上的拱肋之間未設(shè)橫撐，具有橋型美觀、行車(chē)視野開(kāi)闊的優(yōu)點(diǎn)。但單片拱肋的穩(wěn)定問(wèn)題增大了設(shè)計(jì)的難度，通過(guò)采用整體橋面系，橋面梁與拱肋固結(jié)，充分利用吊桿的非保向力效應(yīng)，設(shè)置副拱等措施，較好的解決了穩(wěn)定問(wèn)題。4) 橋面加勁梁采用底板開(kāi)口的正交異性鋼橋面板縱橫梁格結(jié)構(gòu)形式，最大限度地按結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力需要來(lái)設(shè)計(jì)各構(gòu)件尺寸

7、，相對(duì)于一般的鋼箱梁具有節(jié)約鋼材、運(yùn)營(yíng)期養(yǎng)護(hù)維修方便、降低橋面鋪裝熱穩(wěn)定性病害的優(yōu)點(diǎn)。5) 由于工期的需要和受兩岸拆遷進(jìn)度的影響，主橋施工工藝采用浮吊大節(jié)段提升的施工方法，將大量高空水上吊裝作業(yè)變成低空陸上作業(yè)，最大限度地改善了上部鋼結(jié)構(gòu)施工條件，對(duì)確保鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度、焊接質(zhì)量和施工安全，加快施工進(jìn)度具有重要的意義。結(jié)構(gòu)體系傳力示意圖（三）、主橋主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 主拱設(shè)計(jì)主跨拱圈為懸鏈線變截面鋼箱拱，鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，組合跨徑為主跨雙孔210m，凈矢跨比1/4，拱軸系數(shù)m=1.6；為適應(yīng)拱肋內(nèi)力的變化，截面高度按照1.5次拋物線的變化規(guī)律沿水平方向從拱腳的4.5米漸變至拱頂

8、的2.5米；鋼箱肋寬2.5米，鋼箱的面板厚為28mm40mm。副拱高2.5m，寬度與主拱同寬2.5m，拱箱面板厚20mm。鋼箱拱的材料選用Q345C，對(duì)于梁拱節(jié)點(diǎn)處的腹板而言，在活載作用下，橋面橫梁會(huì)對(duì)其產(chǎn)生沿板厚方向的拉力，且腹板為40mm的厚板，為避免層狀撕裂，采用Z向鋼Q345CZ35。主拱圈的施工方案原設(shè)計(jì)考慮采用分節(jié)段纜索吊裝的方案，后因兩岸受拆遷影響而無(wú)法設(shè)置后錨索錨碇，因此采用大節(jié)段吊裝的方式，在河中搭設(shè)臨時(shí)支墩后，采用浮吊進(jìn)行分段吊裝，并在臨時(shí)墩頂進(jìn)行焊接合龍成拱，如圖5所示。橋面以上主拱圈每榀拱肋分為四個(gè)大節(jié)段與一個(gè)合龍節(jié)段，最大起吊重量約155t。采用大節(jié)段吊裝的方法可以將

9、大量高空水上吊裝作業(yè)變成低空陸上作業(yè)，最大限度地改善上部鋼結(jié)構(gòu)施工條件，對(duì)確保鋼結(jié)構(gòu)安裝的精度、焊接質(zhì)量和施工安全，加快施工進(jìn)度具有重要的意義。2) 三角剛架三角剛架斜腿為主跨拱圈同線型拱圈的延續(xù)，邊墩三角剛架的邊跨側(cè)斜腿與主跨側(cè)斜腿對(duì)稱布置。斜腿截面尺寸即為鋼箱拱橋面以下部分的尺寸，與橋面梁交界處設(shè)箱型肋間橫梁，以將橫向兩片三角剛架連成一體，承擔(dān)整個(gè)上部結(jié)構(gòu)的恒、活載并維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。橫梁高和寬均3米，與橋面正交異性板共用頂板。為提高三角剛架防船撞性能，斜腿鋼箱在最高通航水位以上2.5m處至拱腳處灌注C50自密實(shí)微膨脹砼，同時(shí)內(nèi)灌砼作為拱腳鋼箱與拱座鋼砼過(guò)渡全斷面承壓連接（在拱腳與拱座之間張

10、拉預(yù)應(yīng)力鋼束）的需要。3) 加勁梁無(wú)橫撐拱圈的穩(wěn)定必然帶來(lái)橋面輕型化的要求，因此在對(duì)比了混凝土橋面板、結(jié)合梁橋面板后，確定橋面結(jié)構(gòu)采用開(kāi)口式的縱橫梁格正交異性板，截面采用雙主縱梁形式。采用開(kāi)口式正交異性板相對(duì)于全封閉鋼箱梁的優(yōu)點(diǎn)在于可最大限度地按結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力需要來(lái)設(shè)計(jì)各板件尺寸，節(jié)約鋼材；便于制造與安裝；由于底板開(kāi)口，因此通風(fēng)良好，相對(duì)于密不透風(fēng)的鋼箱梁而言，夏季高溫所引起的橋面鋪裝的熱穩(wěn)定性病害可大大降低。在邊跨與三角剛架區(qū)段由于跨徑較大，且對(duì)應(yīng)于鋼箱拱的截面形式，主縱梁采用與鋼箱拱同寬的閉合箱形截面（圖6）。而中跨吊桿區(qū)域由于有9m間距的吊桿對(duì)加勁梁構(gòu)成了連續(xù)的彈性支撐，且本橋邊中跨比僅

11、為0.3，為降低中跨恒載重量，主縱梁采用工字梁形式（圖3），具有節(jié)約鋼材，便于制造、運(yùn)輸和架設(shè)以及養(yǎng)護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。橫梁除肋間橫梁采用剛度較大的箱形外，其余一般部位采用工字形梁，橫梁間距3m，橫梁中心線處梁高非吊桿區(qū)和主跨吊桿區(qū)分別為3m和 2.5m。橋面頂板板厚16mm，加勁肋在車(chē)行道區(qū)域采用8mm厚的U形縱向加勁肋，非車(chē)行道區(qū)域采用構(gòu)造簡(jiǎn)單的板式加勁肋。人行道構(gòu)造采用在主縱梁上伸出3m間距的挑梁上擱置鋼人行道板的方式。圖1 非吊桿區(qū)加勁梁斷面主橋上部結(jié)構(gòu)施工順序?yàn)橄刃纬扇莿偧埽偈┕ぶ鞴叭?、橋面板，因此邊跨與三角剛架區(qū)段梁段劃分為縱梁節(jié)段與帶橋面板的橫梁節(jié)段，而中跨吊桿區(qū)段對(duì)應(yīng)于9m間距的吊桿

12、布置，采用整體吊裝節(jié)段。橋面梁均采用浮吊進(jìn)行安裝，非吊桿區(qū)段為先安裝縱梁，再安裝帶橋面板的橫梁，吊桿區(qū)段安裝方法則為從中間三角剛架位置向兩邊逐節(jié)段對(duì)稱拼裝架設(shè)。邊跨節(jié)段吊重為95t160t，中跨9m長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段重量約為120t。橋面梁的節(jié)段連接均采用腹板、底板栓接，頂板焊接的栓焊結(jié)合方式。4) 吊桿與系桿吊桿采用可調(diào)可換的19根環(huán)氧涂層鋼絞線整束擠壓式吊桿，吊桿縱向間距9m，上端吊點(diǎn)構(gòu)造采用鋼錨箱的形式（圖3），下端吊點(diǎn)構(gòu)造采用耳板銷(xiāo)接式以方便養(yǎng)護(hù)檢查（圖7），且可解決短吊桿轉(zhuǎn)角較大而引起的疲勞、斷裂問(wèn)題。系桿索考慮到其耐久性、可維護(hù)性及可更換性，采用4束（單側(cè)）37根環(huán)氧涂層鋼絞線整束擠壓式系

13、桿體系，通過(guò)支撐架設(shè)置于橋面上，兩端設(shè)置鋼錨箱結(jié)構(gòu)錨固于梁拱交叉節(jié)點(diǎn)異形鋼箱處（圖8），系桿錨箱上方采用水密門(mén)進(jìn)行密封。圖2 吊桿梁上吊點(diǎn)構(gòu)造 圖3 系桿構(gòu)造對(duì)于系桿在通過(guò)中墩三角剛架時(shí)是否錨固（因一跨滿載，一跨空載時(shí)結(jié)構(gòu)受力不對(duì)稱）的問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)詳盡的計(jì)算分析后表明其對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響不大，原因在于系桿力主要平衡的是恒載對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平推力，而活載引起的系桿力很小，且鑒于系桿錨固部位結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此采取了系桿在中墩三角剛架通過(guò)而不錨固的方式。5) 基礎(chǔ)主墩基礎(chǔ)采用樁基承臺(tái)基礎(chǔ)，每個(gè)承臺(tái)下方設(shè)置9根2.3m樁基，行列式布置。承臺(tái)和拱座采用分離式，為減小水的阻力，迎水面均設(shè)置了分水尖。（四）、引橋

14、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)：引橋墩均采用花瓶型橋墩，橋墩橫向?qū)挾裙灿?種，分別由頂部的5.5m，6.5m，7.8m變化至墩底的3.5m，4.5m，4.5m。引橋墩墩身厚度為1.8m，每聯(lián)之間的引橋交界墩厚度為2.2m。引橋墩墩頂均水平，橋梁橫坡通過(guò)墊石不等高度實(shí)現(xiàn)。引橋墩下部承臺(tái)尺寸共有兩種，分別為7.8×3.3×2.5m和8.3×3.7×2.5m。引橋樁基直徑除7#、11#墩為2.3m外，其余均為1.8m。引橋每個(gè)承臺(tái)對(duì)應(yīng)兩根樁基。兩岸橋臺(tái)均采用重力式，臺(tái)后設(shè)置擋墻消除土壓力影響。兩岸橋臺(tái)背墻均應(yīng)在上部梁體預(yù)應(yīng)力張拉完成后再進(jìn)行澆筑。引橋上部結(jié)構(gòu)均為預(yù)應(yīng)力混凝土

15、連續(xù)梁。西岸左幅跨徑組成為5×30m+(30+2×45.5+30m)+（30+33+42m），右幅跨徑組成為5×30m+(30+2×45.5+30m)+（30+36.5+38.5m），東岸跨徑組成為3×30m。梁體采用分幅設(shè)計(jì)，每幅寬度有12.75m、15m、18m三種。箱梁均采用單箱三室截面，第一聯(lián)和第四聯(lián)30m跨梁高1.8m，第二聯(lián)和第三聯(lián)梁高2.4m。每幅均設(shè)置1.5%單向橫坡。箱梁頂板寬12.25m、15m、18m三種，底板寬第一聯(lián)5.75m8m、第二聯(lián)7.112m、第三聯(lián)7.112m10.112m、第四聯(lián)11m四種?？缰许敯搴?5cm

16、，底板厚25cm，斜腹板及直腹板厚度30m跨為40cm，第二聯(lián)及第三聯(lián)為45cm。箱梁分段澆注，分段位置位于L/5處，在支點(diǎn)至L/5處，邊腹板加厚至70cm，中腹板加厚至60cm。引橋第一聯(lián)、第三聯(lián)右幅、第四聯(lián)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用s15.221鋼絞線，第二聯(lián)縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用s15.223鋼絞線，第三聯(lián)左幅縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用s15.223鋼絞線。鋼束在施工縫處單端張拉錨固后再進(jìn)行接長(zhǎng)，直至邊跨梁端。引橋頂板均設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力，采用s15.22鋼絞線，間距70cm設(shè)置一束，鋼束采用單端張拉，扁形錨具錨固。第一聯(lián)和第四聯(lián)支點(diǎn)處設(shè)置寬1.252.5m的橫隔板以形成隱形蓋梁，第二聯(lián)和第三聯(lián)支點(diǎn)處設(shè)置寬1.

17、53m的橫隔板以形成隱形蓋梁，隱形蓋梁配置s15.27橫向預(yù)應(yīng)力鋼束。三、項(xiàng)目執(zhí)行情況我院對(duì)廣雅大橋在工可、初設(shè)、施設(shè)等各階段均按相關(guān)批復(fù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。按照合同規(guī)定的時(shí)間，我院按時(shí)完成各階段設(shè)計(jì)任務(wù)，按時(shí)向業(yè)主提交了經(jīng)審查、修改完善后的全部設(shè)計(jì)文件。項(xiàng)目建設(shè)后續(xù)服務(wù)為設(shè)計(jì)過(guò)程的延續(xù)，我院高度重視廣雅大橋建設(shè)后續(xù)服務(wù)工作，派駐專(zhuān)職設(shè)計(jì)代表常駐工地現(xiàn)場(chǎng)（累計(jì)派駐專(zhuān)職常駐設(shè)計(jì)代表3名），以熱情、及時(shí)、周到、高效的服務(wù)意識(shí)全過(guò)程跟蹤、全過(guò)程參與項(xiàng)目后續(xù)服務(wù)。一方面，對(duì)于原設(shè)計(jì)圖紙上的錯(cuò)、漏、碰、缺等問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)修改；另一方面，根據(jù)施工實(shí)際情況，依照工地會(huì)議的精神接受業(yè)主委托對(duì)原設(shè)計(jì)做變更設(shè)計(jì)。除常駐工

18、地設(shè)計(jì)代表外，我院項(xiàng)目組其他核心成員，還經(jīng)常到工地現(xiàn)場(chǎng)，參與各類(lèi)后期服務(wù)工作。在后續(xù)服務(wù)過(guò)程中，我院嚴(yán)格按照四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院后續(xù)服務(wù)管理辦法進(jìn)行控制，嚴(yán)把質(zhì)量與時(shí)效關(guān)，對(duì)建設(shè)各方來(lái)函、變更申請(qǐng)、技術(shù)洽商、質(zhì)量處理及驗(yàn)收等進(jìn)行妥善研究處理，均及時(shí)作出書(shū)面正式回應(yīng)，確保廣雅大橋建設(shè)的順利進(jìn)行。施工過(guò)程中變更與修改設(shè)計(jì)共有36項(xiàng)，施工過(guò)程中的主要變更與修改設(shè)計(jì)如下：變更或修改日期墊石位置調(diào)整、在張拉端增設(shè)墊環(huán)修改設(shè)計(jì)通知單2010.12.7工程項(xiàng)目修改設(shè)計(jì)通知單（主橋各節(jié)段局部構(gòu)件的修改）2010.12.23廣雅大橋BG-02、BG-03修改設(shè)計(jì)通知單2011.3.22廣雅大橋

19、BG-04修改設(shè)計(jì)通知單2011.3.25關(guān)于檢查井、雨水井設(shè)計(jì)變更的函2011.4.25關(guān)于對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)期監(jiān)測(cè)的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和減少，以降低造價(jià)2011.5.6關(guān)于對(duì)支座進(jìn)行優(yōu)化2011.5.22廣雅大橋BG164-BG166修改設(shè)計(jì)通知單2011.6.13廣雅大橋BG01、BG02修改設(shè)計(jì)通知單2011.7.7廣雅大橋111XG,115-XG修改設(shè)計(jì)通知單2011.8.23廣雅大橋主橋各部位詳細(xì)的涂裝顏色2011.8.23廣雅大橋160XG、161-XG、BC-01BC-092011.9.16關(guān)于廣雅大橋橋面鋪裝變更設(shè)計(jì)的函2011.9.16實(shí)際定制的支座與原圖有出入2011.11.7對(duì)主橋鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行完善2011.11.7人行道瀝青及主橋人行道微調(diào)2011.11.8對(duì)橫梁槽口尺寸進(jìn)行優(yōu)化2011.11.8業(yè)主對(duì)人行道欄的景觀進(jìn)行變更2011.12.7業(yè)主對(duì)防撞欄的景觀進(jìn)行變更2011.12.7為減