广州大桥总体设计

摘要：为满足广州城市发展及交通量的需求，需在既有广州大桥东侧新建一座跨径及结构形式一致的新桥，从原来的双向5车道拓宽至双向10车道。新建广州大桥主桥为（81+110+81）m预应力混凝土连续梁桥。本文主要介绍新建广州大桥的总体设计思路和结构设计原则，并对主桥进行静力分析，结构各项验算均满足规范要求，广州大桥总体设计较为合理。

关键词：总体设计；预应力混凝土连续梁；结构设计

中图分类号：TV331文献标识码： A

Overall Design of Guangzhou Bridge

ZHANG Li-yi

(Guangzhou Company, Civil Engineering Design Co., Ltd., Southwest Jiaotong University, Guangdong 510095, China)

Abstract:To meet the Guangzhou urban development and traffic demand, the need in both Guangzhou and east of the bridge span to build a new structure in the form of consistent bridge, 5 from the original two-way to two-way lanes to 10 lanes. New Guangzhou main bridge of （81+110+81）m prestressed concrete continuous beam bridge. This paper describes the overall design ideas and principles of structural design of Guangzhou Bridge, and static analysis of the main bridge, checking the structure of the regulatory requirements are met, Guangzhou Bridge overall design is more reasonable.

Key words:overall design ; prestressed concrete continuous beam ; structural design

1 项目背景

广州大道南北贯穿广州市城区，是广州市城市建设标志性道路。广州大桥位于广州大道中，始建于八十年代初期，是横跨珠江前航道和二沙岛的一座特大桥，十几年来为沟通珠江两岸的交通联系和活跃珠江两岸的经济发挥了重要作用。

随着广州市经济的持续发展及城市的增容，现状广州大桥是广州市几个严重的交通堵塞点之一，已经成为广州大道乃至中东部路网的交通瓶颈，严重影响了广州大道发挥南北通道走廊的重要作用，因此进行广州大桥扩宽工程的建设势在必行。

2 设计原则

桥梁布设和桥型选择应充分考虑航道、水利、景观等需要，在保证结构安全的条件下，做到美观、适用和经济，同时还要方便施工，减少工程投资。在以“广州”命名的主干道上，新建广州大桥明确采用既有旧桥的跨径及结构形式，主要基于以下几方面：

（1）此项目为既有桥梁的扩宽工程，采用与旧桥结构形式基本一致的方案，体现双桥的效果。

（2）新桥跨径与旧桥尽量保持一致，确保珠江前航道主通航孔、副通航孔的通航净空和桥下道路的车行净空。

（3）旧桥引桥为小跨径结构，新桥跨径及墩型应尽量与旧桥保持一致，力求结构造型简洁明快，避免出现凌乱感。

3 主要技术标准

（1）设计荷载等级：城-A级。

（2）人群荷载：3.5kN/。

（3） 道路等级：城市主干道。

（4） 设计车速： 单向5车道，60km/h。

（5） 通航标准：前航道主通航孔通航净高8.7m，通航净宽40m。

（6） 桥梁设计基准周期：100年，设计安全等级：二级。

4 主桥结构设计

4.1 总体布置

新建广州大桥主桥跨越珠江前航道主通航孔，大桥顺桥向与河道水流方向的夹角为90°。桥位位于既有广州大桥东侧，新旧桥之间的间距为2m。主桥采用（81+110+81）m预应力混凝土连续梁桥，其美学特征是水平方向突出，充分显示了刚性，具有很强的沿水平方向左右伸展的力动感与穿越感，其形态纤细、轻巧、连续流畅。主桥桥式布置图见图1。

图1广州大桥主桥桥式布置图

4.2 主梁

原有广州大桥主桥的断面形式由5片宽度为4.65~4.9m的预应力混凝土现浇箱梁组成，横向通过横隔板及湿接缝进行连接。旧桥断面形式复杂、孔洞较多、横隔板及湿接缝较多，桥梁运营一定年限后，导致的非结构性开裂问题比较严重，后期维护和运营成本较高。采用此断面形式局限于当时的预应力施工工艺水平。新建广州大桥主桥主梁采用单箱双室的箱型断面，底板宽15m，顶板宽24m，翼板悬臂长4.5m，翼板悬臂根部最大厚度为60cm。采用整体式箱梁断面的形式，截面受力合理，而且便于进

行挂篮施工、工艺成熟。新旧桥箱梁横断面图见图2。

图2新旧桥箱梁横断面图

4.3梁高

根据以往的工程经验，变截面连续梁桥支点梁高一般采用主跨跨径的(1/15～1/20)，跨中梁高采用主跨跨径的(1/30～1/50)。原有广州大桥主桥支点梁高2.7m，根部梁高5.5m。新建广州大桥跨中梁高2.8m，为主跨跨径的1/39.3；边跨端部梁高2.5m，为主跨跨径的1/44；根部梁高5.8m，为主跨跨径的1/19。

本设计具有特殊性，为保证新旧桥梁底曲线基本一致，计入竖曲线影响后新旧桥的梁底曲线基本对齐、侧面基本在同一高度位置上，故新桥的梁底曲线参照原有广州大桥主桥的梁高按照2m一段用折线进行逐段拟合。采用这样一个梁高变化规律，导致了梁高与主跨跨径的比值偏上限的情况。

设计时结合实际情况：（1）采用高标号混凝土解决混凝土压应力超限的情况；（2）边跨与中跨的比值达0.74，边跨直线段较长。采用增加底板至顶板的预应力钢束来解决边跨跨中压应力不足的情况。

4.4 主墩

主墩采用矩形板墩，为了改善水流条件，在桥墩迎水面和背水面设一圆弧，承台平面尺寸为19.1x7.5m，高度为3.50m，承台下采用8根直径180cm的钻孔灌注桩。

5 主桥静力计算

采用桥梁结构分析软件对全桥进行结构静力计算。计算中分别验算了各施工阶段和运营阶段主梁的强度、抗裂性、应力及变形。计算分析表明：在施工过程中，主梁最大压应力为12.31MPa，最大拉应力为0.22MPa。在成桥运营阶段最不利荷载作用下，短期效应组合主梁边跨跨中最小压应力0.98MPa，中跨跨中最小压应力1.64MPa；效应标准值组合主梁最大压应力为16.79MPa。正截面抗裂、斜截面抗剪、剪应力及强度均满足规范要求。

6 主桥施工方法

主桥水中主墩采用钢板桩围堰进行下部结构的施工，钻孔灌注桩在施工平台上进行钻孔施工，桥墩采用滑模施工方法进行。跨越主航道的下部结构施工材料的运输主要通过搭设施工栈桥来实施。

由于新建广州大桥主桥处于前航道通航孔，该航道主要通航珠江两岸游观光游船，航道使用频繁，建桥期间也不能封闭航道且要尽量减少对航道通航的影响。鉴于此，主桥上部结构采用对称悬臂浇筑法施工，主梁分为13个施工节段，最大梁段重量2260kN。边跨直线段24.95m在支架上进行现浇。根据结构受力特点，主梁的合龙顺序为：先合龙81m边跨，再合龙110m中跨。拆除临时支架，完成体系转换，形成(81+110+81) m预应力混凝土连续梁。

7 结语

新建广州大桥的设计思路及结构设计原则符合建设项目的总体设计要求；桥梁的设计注重细节，从桥梁表面处理、方墩刻槽、景观照明、排水管采用暗埋设置等方面入手，由点到面，从小到大，体现城市桥梁的标志性和象征意义。主桥采用（81+110+81）m预应力混凝土连续梁桥，具有良好的静力性能。该工程将于2014年5月开工建设，整个拓宽工程建成后，对于促进广州市中心与南部地区的联系，打通交通瓶颈，疏导广州市南部地区过境交通以及促进沿线产业的经济发展等方面具有重要意义。

参 考 文 献：

[1] 陈晓波．马水河特大桥T形刚构桥设计[J]．桥梁建设，2011，312：48-51．

[2] 彭文成.杭州钱江铁路新桥总体设计[J]．桥梁建设，2011，413：53-56．

[3] 郭安辉，张门哲.沪蓉高速公里铁罗坪大桥设计．桥梁建设，2012，411：64-68．

作者简介:张丽仪（1981- ），女，工程师，

2003年毕业于广州大学土木工程学院城市建设工程专业