河源迎客大桥方案设计

摘要：本文介绍了河源迎客大桥设计方案，阐述了斜拉桥桥塔、主梁、斜拉索的方案比选及设计，为同类型桥梁设计提供了参考意义。

关键词： 迎客大桥； 斜拉桥； 方案设计

Abstract: This paper introduces the design scheme of Heyuan near the bridge, the scheme selection and design of cable-stayed bridge pylon, girder, cable, provides reference for the design of the same type bridge.

Key words: Welcoming bridge; cable-stayed bridge; scheme design

中图分类号:S611文献标识码：A文章编号

一、工程概况

迎客大桥作为河源市首座跨越东江的斜拉桥，是河源市的重点项目，迎客大桥全长844m，主桥采用（40.5+76.5+145）米独塔四索面预应力混凝土斜拉桥，塔梁固结，主塔相连成双菱形塔，斜拉索布置在主梁两侧成空间四索面，主桥桥宽 47.5m。全桥均处于直线段上，主跨 145m 为通航孔，通航等级为 III 级，单孔双向通航。

迎客大桥效果图

二、工程技术标准

1).道路标准：一级公路兼城市主干道；2).设计安全等级：一级；3).设计基准期：100 年；4).环境类别：I 类；5).设计荷载：汽车荷载：城-A 级；6).人群：2.4kN/m2； 7).设计洪水频率：1% 8).通航净空：III 级航道，单孔双向通航；9).抗震设计：抗震设防烈度为 7 度、抗震设防措施等级为 8 度； 10).设计基准风速：24.0m/s。

三、桥梁方案设计

1、桥跨布置

本方案桥跨布置为 40.5m+76.5m+145m=262m 三跨预应力混凝土独塔斜拉桥， 主桥结构体系采用塔墩梁固结体系，双菱形形索塔，空间四索面扇形斜拉索布置。

主桥总体布置图

2、主梁

2.1主梁选型

适合本桥的混凝土主梁主要有π形梁、箱型梁、P-K 双箱梁三种截面形式。

π型梁构造简单，施工方便，受力明确，温度梯度小，敞口断面易于检测维护。

箱型截面抗弯和抗扭刚度大，能适应稀索、密索等不同拉索布置，景观效果较好，截面抗风性能好，但自重比较大，施工较繁琐，箱内外温差大，容易产生裂缝，且造价相对较高。

P-K 双箱截面做为箱型截面的一种优化结构，除具有箱型截面的优点外，由于减少了中部底板，可有效结构自重。但同样存在施工繁琐，造价较高的问题。

经综合比较，π形梁具有结构简单、施工方便、易于检测维护，经济性好的优点，因而本设计主梁采用π形梁截面方案。

2.2主梁设计

主梁采用分幅设置， 仅在桥塔处通过主塔横梁连为一体。 单幅主梁为整体开口梁板式∏型断面，双向预应力混凝土结构，纵向设横隔板，横隔板标准间距为 8m。

为形成单幅桥面单向2%的横坡，主梁两个梁肋采用不等高设计,内侧肋高 2.65m，外侧肋高2.20m，梁肋底部齐平，横断面上处于水平位置。梁肋标准宽度为1.8m，在塔梁固结段，由于承受较大的轴力和弯矩，肋板加宽至 2.8m。在边跨压重区段,也将肋宽进行了加大，最大加至 4.5m,以满足压重需要。

根据施工架设的需要,主跨主梁纵向划分为 0＃～18＃共19个施工节段、边跨和次边跨划分为 0＃～10’＃共 11个施工节段，其中 0＃节段为塔梁固结段，与主塔横梁同步施工;1＃（1’＃）节段为主塔附近肋板变宽梁段；2＃～16＃（2’＃～8’＃）节段为标准梁段;17#节段为主跨合龙段，9’＃节段为边跨合龙梁段；18#梁段为主跨端部支架现浇梁段；10’＃梁段为边跨整体支架现浇节段。

3、斜拉索

3.1斜拉索选型

斜拉桥拉索国内目前主流型式有两种： 平行钢丝与钢绞线型式。 平行钢丝与钢绞线相比最为重要的优点为造价较低，一般可节约拉索造价的 20％～30％左右，且拉索锚固更可靠，钢丝受力均匀，拉索直径较小。而钢绞线的优点主要体现在施工挂索相对较为简单，但钢绞线受力很难保证均匀，且造价相对较高。由于本桥拉索长度相对较短，拉索挂索难度不大，综合各方面考虑，本设计推荐采用平行钢丝拉索。

3.2斜拉索设计

斜拉索采用四索面扇形布置，平行钢丝体系，fpk=1670MPa，在梁上标准索距为 8m，边跨配重段锚固间距 4.5m，在塔上的理论索距为 2.0m。拉索采用型号为：PES（C）7-109、PES（C）7-139、PES（C）7-151、PES（C）7-187、PES（C）7-241。锚具选用相应型号的冷铸锚，斜拉索在塔端张拉。

4、主塔

4.1桥塔选型

桥塔不仅是结构受力的重要结构， 同时也是最能体现斜拉桥特色的景观重点， 故针对桥塔进行多方案比选是十分必要的。

上述四种塔型中,方案 1 为门型结构,简洁大方,施工方便,通过具有地方特色的横梁装饰,充分体现了河源市的客家文化特点。 方案 2 为双菱形结构,桥塔高耸挺拔， 气势雄伟，索面为空间索面,对整体结构受力较好,施工较为便利。两个菱形相辅相成，体现了团结、和谐的时代精神。方案 3 为双椭圆桥塔的异形结构,施工难度很高，且受力相对来讲不是非常明确。方案 4 为柱式结构，简洁明快，施工方便，但景观效果略显单调。鉴于该桥作为河源市的地标性建筑，同时斜拉桥景观效果主要由桥塔型式来体现，故此桥塔型的选择应重点考虑景观因素，最终选定双菱型塔形方案作为推荐方案。

4.2桥塔设计

主塔采用双菱形合体结构。下塔柱高 21.8m，上塔柱高 74m，主塔全高 95.8m。上下塔柱全部采用钢筋混凝土空心结构，上塔柱为6m×3.6m 分离矩形断面，下塔柱为6m×(3.6 m～7.0m)的分离矩形断面,塔柱采用C50混凝土。

主塔在塔梁固结处设有一道横梁，横梁顶面设 2%坡度，与桥面横坡一致，下缘为圆曲线，故其截面变高。横梁采用空心矩形截面，以 C55 混凝土浇筑。

下塔柱外侧横桥向的斜率为 1/4.71，内侧横桥向斜率为 1/2.73；上塔柱斜率为1/6.652。单幅两支上塔柱在塔顶会合，塔顶设5.0m高的塔冠。

上塔柱为分离单箱单室矩形断面,外侧壁厚80cm，锚索壁厚 130cm。下塔柱亦为分离单箱单室矩形断面，壁厚度分别为100cm 和130cm。

斜拉索通过锚固齿块锚固于上塔柱内壁上。为平衡斜拉索的水平分力,在上塔柱斜拉索锚固区配置了φs15-10 规格的井字型预应力钢绞线束。

为保证塔柱与横梁的整体性，横梁的纵向钢筋皆锚固于塔柱混凝土内靠外侧部位，横梁预应力钢束则锚固于塔柱的外侧。

四.综述

迎客大桥作为河源的标志之一，主桥桥型方案设计气势雄伟，形态优美，充分反映河源的风采和地方特色，并符合整个区域范围的城市形态规划，与周围的环境协调一致。方案设计充分体现“以人为本” 的思想，并注重人与自然的协调，特别是桥型方案应反映时代风貌。

参考文献：

[1] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]

[2] JTG/T D65-01-2007，公路斜拉桥设计细则[S]

[3] 周孟波，斜拉桥手册[J]

[4] 林元培，斜拉桥 [J]