摘 要：云碧峰大橋跨江段主橋?yàn)閲?guó)內(nèi)首座掌托型鋼桁剛構(gòu)橋，跨徑布置為（64.08+120+64.08）m，橋梁全長(zhǎng)248.16 m。主橋橫橋向由車行橋及東、西兩側(cè)輔橋3部分組成，東輔橋?yàn)槿诵袠颍鬏o橋?yàn)槿朔腔煨袠?，車行橋與東、西輔橋間通過(guò)橫向上、下平聯(lián)連接，形成整體結(jié)構(gòu)體系共同受力。主橋上部結(jié)構(gòu)采用變高度鋼桁梁，正交異性鋼橋面板，板桁結(jié)合，主墩采用空間網(wǎng)架式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。云碧峰大橋跨江段主橋采用的掌托型鋼桁剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)、空間網(wǎng)狀橋墩及其與承臺(tái)的連接方式等創(chuàng)新設(shè)計(jì)和施工工藝等為類似工程提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼桁剛構(gòu)橋；空間網(wǎng)架式橋墩；鋼混結(jié)合段；主橋設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)計(jì)算；施工方法

中圖分類號(hào)：U448.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A   文章編號(hào)：2096-6903（2024）07-0112-04

1 工程概況

上饒?jiān)票谭宕髽蜃鳛橐蛔哂屑瘷C(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車與步行通行復(fù)合功能的景觀橋，大橋跨越信江，南連東岳路，北接三清山東大道，為信江濕地公園主要出入口。云碧峰大橋由主橋、兩岸引橋、聯(lián)絡(luò)道及梯道（遠(yuǎn)期實(shí)施）4部分組成。云碧峰大橋主橋橫跨信江，全長(zhǎng)約714 m，為車行橋；東輔橋?yàn)槿诵袠?，長(zhǎng)約643 m；西輔橋供人非通行，全長(zhǎng)約827 m。跨江段主橋?yàn)閲?guó)內(nèi)首座鋼桁連續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置為（64.08+120+64.08）m，橋長(zhǎng)248.16 m，由車行主橋及東、西輔橋3部分組成，上部結(jié)構(gòu)采用變高度鋼桁梁，車行主橋與東、西輔橋間通過(guò)橫向上、下平聯(lián)連接，形成整體結(jié)構(gòu)體系共同受力[1]。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

主橋?yàn)槌鞘写胃陕?。設(shè)計(jì)速度30 km/h。荷載標(biāo)準(zhǔn)為城-A級(jí)，人群荷載為3.5 kN/m2，人非荷載為5 kN/m2。橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100a。設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)。耐久性設(shè)計(jì)環(huán)境類別為Ⅰ類。車行橋主橋?qū)? m，雙向兩車道，東輔橋（人行橋主橋）寬4.5 m；西輔橋（廢機(jī)動(dòng)車與人行橋主橋）寬4.5 m。地震基本烈度6度，水平地震動(dòng)峰值加速度值為0.05 g。設(shè)計(jì)洪水頻率為一百年一遇。通航等級(jí)為Ⅳ級(jí)航道，雙孔凈寬90 m，凈高 8 m，最高通航水位70.78 m，常水位66.0 m。橋下凈空≥4.5 m。

3 主橋總體布置

主橋?yàn)槿玟撹爝B續(xù)剛構(gòu)橋，跨徑布置為（64.08+ 120+64.08） m，上部結(jié)構(gòu)采用變高度鋼桁梁。橋梁橫向分三幅布置，中間車行主橋橋?qū)? m，東、西輔橋橋?qū)捑鶠?.5m。車行主橋平面為直線，東、西輔橋道路中心線平面為曲線，曲線半徑850 m。全橋橫向由四榀桁架組成，定義為東輔橋、車行主橋、西輔橋桁架，各榀桁架間通過(guò)上、下平聯(lián)連接，形成整體結(jié)構(gòu)體系，共同受力。主橋采用中墩墩梁固結(jié)結(jié)構(gòu)體系，邊墩設(shè)置支座。主橋總體布置如圖1～圖2所示，主橋效果圖如圖3所示。

4 主橋設(shè)計(jì)

4.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主橋鋼桁梁由四榀主桁架、車行主橋上下平聯(lián)、主輔上下平聯(lián)和橋面系構(gòu)件組成，每榀桁架由上、下弦桿和腹桿及節(jié)點(diǎn)板組成，橋面系由節(jié)點(diǎn)平聯(lián)、小橫梁、人行道挑梁、正交異性橋面板組成縱橫梁體系，各構(gòu)件間采用焊接連接。中墩橫斷面如圖4所示，跨中橫斷面如圖5所示。

4.2 桁架梁橫斷面布置

車行主橋橫向共兩榀桁架，兩榀主桁架橫向中距4.8 m，單榀主桁位于同一豎直面內(nèi)，跨中桁高2.5 m，中墩墩頂最大桁高7.9 m，邊墩墩頂桁高2.5 m。

東、西輔橋各由一榀桁架承重，單榀主桁位于傾斜面內(nèi)，在主跨和邊跨跨中桁架平面與豎直面夾角40°，在中墩墩頂桁架平面與豎直面夾角25°，在邊墩墩頂桁架平面與豎直面夾角40°。東、西輔橋跨中桁高2.7 m，中墩處最大桁高6.9 m，邊墩墩頂桁高2.0 m。

4.3 弦桿

車行主橋上、下弦桿均采用矩形截面，由主跨到邊跨上弦桿截面尺寸依次為：900 mm×1 200 mm、 1 000 mm×1 200 mm、700 mm×1 200 mm；下弦桿截面尺寸依次為：900 mm×1 200 mm、1 200 mm ×1 200 mm、1 000 mm×1 200 mm、700 mm× 1 200 mm。左、右兩榀桁架對(duì)稱，上弦頂板兩側(cè)外延400 mm，下弦底板兩側(cè)外延35 mm。

東、西輔橋上、下弦桿采用平行四邊形截面，由主跨到邊跨上弦桿截面尺寸依次為：800 mm×1 200 mm、 1 000 mm×1 200 mm、700 mm×1 200 mm；下弦桿截面尺寸依次為：800 mm×1 200 mm、1 200 mm× 1 200 mm、1000mm×1200mm、700 mm×1 200 mm。輔橋桁架對(duì)稱布置，上弦頂板兩側(cè)外延200 mm，下弦底板兩側(cè)分別外延60 mm和10 mm。除中墩附近主跨一側(cè)下弦桿局部采用Q420qD鋼材外，其余弦桿均采用Q345qD鋼材。

4.4 腹桿

全橋腹桿均采用矩形斷面，車行主橋腹桿斷面尺寸為1 200×600 mm，東、西輔橋腹桿標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸為1 200×600 mm、900×600 mm。位于道路平面曲線段的腹桿按直線設(shè)計(jì)。支點(diǎn)附近腹桿板厚加強(qiáng)。腹桿均采用Q345qD鋼材。

4.5 節(jié)點(diǎn)板

車行主橋主桁節(jié)點(diǎn)采用整體式拼裝節(jié)點(diǎn)。東西輔橋主跨跨中及邊墩附近的主桁節(jié)點(diǎn)采用整體式拼裝節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)板在平面曲線段按曲線設(shè)計(jì)，與弦桿和腹桿對(duì)接焊，節(jié)點(diǎn)板與弦桿、腹桿的腹板之間采用250～500 mm半徑圓弧過(guò)渡。因主墩附近輔橋的部分節(jié)點(diǎn)的連接桿件夾角變化較大，為降低加工難度，不采用整體式拼裝節(jié)點(diǎn)板形式，局部對(duì)弦桿進(jìn)行了加寬，采用腹桿插入弦桿的連接方式。

4.6 上、下平聯(lián)

車行主橋桁架間及主輔橋桁架間上、下平聯(lián)均設(shè)置在桁架節(jié)點(diǎn)位置，主跨及邊跨跨中采用H形截面，中墩及邊墩附近采用矩形截面，平聯(lián)腹板保持與弦桿軸線垂直。除主輔橋桁架間中墩處下平聯(lián)采用Q420qD鋼材外，其余位置平聯(lián)桿件均采用Q345qD鋼材。

4.7 橋面系

車行主橋橋面系由車行主橋上平聯(lián)、小橫梁及正交異性橋面板組成。橋面板厚16 mm，縱向設(shè)置U肋加勁，間距560 mm。桁架節(jié)點(diǎn)處由上平聯(lián)連接，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間布置三道H形小橫梁加強(qiáng)橫向聯(lián)系，小橫梁高度與弦桿一致，翼緣寬500 mm，翼緣與腹板厚度均為20 mm。

東西輔橋橋面系由主輔橋上平聯(lián)、人行道工字形挑梁及正交異性橋面板組成。東、西輔橋橋面板厚12 mm，縱向設(shè)置板肋加勁，板肋尺寸為12 mm×140 mm，間距350 mm。桁架節(jié)點(diǎn)處內(nèi)側(cè)為主輔橋上平聯(lián)，外側(cè)對(duì)應(yīng)上平聯(lián)腹板處設(shè)置挑梁，桁架節(jié)點(diǎn)間上弦桿兩側(cè)均勻布置3～4道挑梁。挑梁端部高度為350 mm，根部高度與上弦桿一致，腹板厚12 mm，下翼緣尺寸為12 mm ×380 mm。

4.8 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主墩橫斷面圖如圖6所示，車行主橋與東、西輔橋主墩共用一個(gè)承臺(tái)。主墩采用空間網(wǎng)架式橋墩，每個(gè)橋墩設(shè)置4個(gè)鋼支腿，鋼支腿采用矩形截面。

車行主橋主跨跨中側(cè)支腿截面尺寸為：1 200 mm× 1 200 mm×50 mm×50 mm，采用Q420qD鋼材；其余3個(gè)支腿截面尺寸為：1 200 mm×1 200 mm× 25 mm×30 mm，采用Q345qD鋼材。

東、西輔橋主跨跨中側(cè)支腿截面尺寸及材質(zhì)均與車行主橋相同；其余3個(gè)支腿截面尺寸為：1 200 mm ×1 200 mm×30 mm×30 mm，采用Q345qD鋼材。

鋼支腿與承臺(tái)間設(shè)鋼混結(jié)合段過(guò)渡，邊墩為混凝土橋墩，基礎(chǔ)為鉆孔樁群樁基礎(chǔ)。

主墩承臺(tái)順橋向尺寸為17.0 m，橫橋向尺寸為23.4 m，承臺(tái)高6 m，承臺(tái)下設(shè)10根直徑為2.0 m的鉆孔灌注樁。

車行主橋邊墩為門式墩，東、西輔橋主橋邊墩為柱式墩。車行主橋承臺(tái)平面尺寸為6.8 m×7.6 m，高2.5 m，承臺(tái)下設(shè)4根直徑1.8 m的鉆孔灌注樁。輔橋承臺(tái)平面尺寸為5.2 m×5.2 m高2.0 m，承臺(tái)下設(shè)4根直徑1.2 m的鉆孔灌注樁。主墩承臺(tái)、邊墩均設(shè)置了偏心。

4.9 鋼混結(jié)合段設(shè)計(jì)

主墩與承臺(tái)間通過(guò)鋼混結(jié)合段連接。主墩共設(shè)置16個(gè)鋼支腿，每個(gè)支腿均為空間桿件。每8個(gè)鋼支腿采用一個(gè)整體式鋼混結(jié)合結(jié)構(gòu)錨固于承臺(tái)。該結(jié)構(gòu)主要由鋼支腿、承壓板、開(kāi)孔板連接件、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、剪力釘以及孔中貫通鋼筋組成[2]。承壓板厚100 mm，鋼支腿與承壓板相交截面周圍設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其張拉端位于承壓板上，固定端位于承臺(tái)內(nèi)。

鋼支腿與承壓板連接端內(nèi)部填充C30自密實(shí)混凝土。鋼支腿頂?shù)装寮捌浼觿虐迳显O(shè)置D22×100 mm剪力釘。承壓板背面與鋼支腿頂?shù)赘箤?duì)應(yīng)位置設(shè)置開(kāi)孔板連接件，孔中設(shè)置Ф25 mm貫通鋼筋。為方便現(xiàn)場(chǎng)定位與安裝，承壓板上預(yù)留鋼支腿工廠連接段。鋼混結(jié)合段構(gòu)造圖如圖7所示。

5 主要施工難點(diǎn)

具體有以下3個(gè)難點(diǎn)：一是承臺(tái)頂鋼混結(jié)合段整體加工制造、運(yùn)輸及吊裝[3]。二是空間網(wǎng)架式橋墩安裝。三是空間鋼桁結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工制造、架設(shè)及其精度控制。建成后的云碧峰大橋?qū)嵕耙?jiàn)圖8。

6 結(jié)束語(yǔ)

云碧峰大橋作為上饒信江生態(tài)走廊治理項(xiàng)目的重要組成部分，過(guò)江段主橋?yàn)閲?guó)內(nèi)首座掌托型鋼桁剛構(gòu)橋，造型優(yōu)美、輕盈通透、獨(dú)特別致、與周邊環(huán)境高度融合，大橋兼具功能性和觀賞性，體現(xiàn)了生態(tài)效益與景觀藝術(shù)的完美融合。將有效拓展信江南北兩岸發(fā)展空間，進(jìn)一步改善云碧峰國(guó)家森林公園旅游休閑環(huán)境，極大地提升城市品位，有效促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

過(guò)江段主橋通過(guò)主輔橋間橫橋向上下平聯(lián)將3幅功能各異的橋梁連成一體構(gòu)筑成空間桁架結(jié)構(gòu)整體協(xié)同受力，并通過(guò)創(chuàng)新的空間網(wǎng)架式橋墩及新型鋼混結(jié)合段構(gòu)造將上部結(jié)構(gòu)受力完美傳遞給基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)體系、傳力體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等各方面的突破，本橋的設(shè)計(jì)及施工可為同類型橋梁工程提供參考。

參考文獻(xiàn)

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