钢结构桥梁在安徽省的应用

2016-06-05唐国喜吴平平

工程与建设 2016年5期

关键词：总用钢量主桥

唐国喜，吴平平

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司桥梁分院，安徽合肥 230088)

钢结构桥梁在安徽省的应用

唐国喜，吴平平

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司桥梁分院，安徽合肥 230088)

安徽省地处江淮流域，水系较为发达。随着我国交通的大发展，截止2015年末，全省国省道、高速桥梁总计9 000余座，但由于我国早期钢产量较低等原因，安徽省钢结构桥梁总计不到200座；主要钢结构桥梁为长江、淮河特大桥以及市政景观桥。但近年来，随着低高度梁、工业化钢板梁等大规模推进，钢结构桥梁如雨后春笋般在江淮大地拔地而起。

钢结构桥梁；低高度梁；工业化；钢板梁

1 概述

安徽地处长江下游、淮河中游，长江三角洲腹地，居中靠东、沿江通海，东西宽约450 km，南北长约570 km，土地面积13.94万km2。截至2015年底，全省公路总里程达18.7万km。其中高速公路通车里程4 246 km，一级公路里程达到3 166 km，二级及以上公路里程超过1.8万km；高速公路桥梁5 000余座，普通国省道3 860座；在全省9 000余座桥梁中，钢结构桥梁不到200座，占全部桥梁比例不足2.3%。这与欧美国家钢结构桥梁使用比例超过40%相去甚远。

2016年7月1日，交通运输部对全国交通运输部门发出了“关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见”。根据“意见”精神、“十三五”期间，我国及我省将快速推进钢结构桥梁建设。

2 常规钢结构桥梁在安徽省的应用

2.1 钢结构桥梁在长江桥上的应用

芜湖长江公铁两用桥梁(图1)主桥钢梁长2 193.7 m，主跨312 m，为整体栓焊钢结构。该桥由于全面实施“高强、整体、轻型、大跨”的技术政策，解决了荷载重、跨度大等引起的许多技术难题，代表了当时我国桥梁结构钢的最高水平。桥梁总用钢110 000 t，公路桥面宽21 m，每m2用钢量2 380 kg。[1]

安庆长江公路大桥(图2)是为五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主跨跨径510 m，桥宽30 m，采用倒Y型双塔，全焊扁平流线型钢箱梁，造型美观、其跨径时列国内钢箱梁斜拉桥第八，是八百里皖江上第二座长江公路大桥。主桥钢箱梁总用钢量16 429.8 t，每m2用钢量526.6 kg。[2]

图1 芜湖长江大桥实景图

图2 安庆长江大桥实景图

马鞍山长江公路大桥(图3)——采用三塔两跨1 080 m悬索桥，位列世界同类桥型第一，主缆长度突破3 000 m，钢混叠合塔规模世界第一，并首次采用塔梁固结体系。加劲梁采用扁平流线型钢箱梁，全宽38.5 m。主桥钢箱梁总用钢量36 533.8 t，中塔钢-混叠合塔总用钢量9 698.9 t，每m2用钢量648.6 kg。[3-5]

望东长江大桥(图4)，主跨638 m钢-混凝土组合梁斜拉桥，为目前在建的世界最大跨组合梁斜拉桥。主桥总用钢量13 495.4 t，每m2用钢量306.7 kg。

芜湖长江二桥(图5)——中国跨径最大(806 m)的双塔四索面斜拉桥。主桥全长1 622 m，宽53 m，结构形式为钢箱梁斜拉桥，主桥钢梁段总用钢量33 021 t，每m2用钢量612 kg。

图3 马鞍上长江大桥实景图

图4 望东长江大桥效果图

图5 芜湖长江二桥效果图

2.2 钢结构桥梁在淮河桥上的应用

蚌埠市大庆路淮河桥(图6)主桥采用80 m+200 m+80 m钢箱梁自锚式悬索桥，钢箱梁宽41.5 m。主桥总用钢量7 886.9 t，每m2用钢量528 kg[6]。

长淮卫淮河大桥(图7)是蚌埠市中环线的重要组成部分，为三跨连续钢桁拱桥，主桥跨径布置80 m+200 m+80 m。钢桁拱桥由两片主桁组成，主桁中心距33 m。主桥总用钢量11 057 t，每m2用钢量722 kg。[7-8]

图6 大庆路淮河桥实景图

图7 长淮卫淮河大桥实景图

2.3 钢结构桥梁在其他桥梁上的应用

淠河总干渠渡槽是引江济淮工程中I级交叉建筑物, 渡槽除应满足淠河总干渠输水、防洪、通航要求外，还应满足引江济淮工程输水、航运、防洪等诸多方面的要求(图8)。跨径布置：68 m+110 m+68 m，单幅桁宽21.5 m，总钢材用量：18 900 t，每m2用钢量1 786 kg。

图8 世界级渡槽工程——淠河总干渠渡槽桥效果图

3 安徽省钢结构桥梁创新性应用

3.1 低高度梁的创新性应用

为有效降低结构高度，减少桥梁规模，我省目前开发出三种低高度钢结构桥梁(图9)。

图9 三种代表桥型实景图

(1) 钢桁架梁。对于一般跨堤桥梁，特别是长江及淮河大堤，跨径均在80 m左右；如果采用连续梁结构，梁高在5 m左右；而采用钢桁架梁，梁高只有1.1 m，能有效减少桥长。

(2) 钢桁梁。G3京台高速中派河特大桥主桥采用86 m+140 m+90 m三跨下承式钢桁架梁桥，主桁中心距22 m，单幅桥主结构全宽23.2 m，上部结构施工采用顶推施工工艺。该桥为京台高速公路方兴大道至马堰段改扩建工程的重要桥梁，横跨引江济淮工程，采用低高度桁架梁在满足通航净空要求下大幅减小引桥规模，顶推施工可以保证高速在四车道通行情况下三年内完工。

(3) 敞口式钢管桁架梁。为更加节省造价、减少平联，我省又开发了一种全新的结构形式：下承式桁架梁，该结构具有自重轻、跨越能力强、建筑高度小、施工速度快的特点，可广泛用于对美观和净高要求较高的重要桥梁上。敞口式设计增加了桥梁通透性，各组成部分及构件之间达到统一和谐、均衡稳定、比例协调、节奏韵律优美等。

3.2 基于工业化建造的新型钢板组合梁

目前我国桥梁工业化率较低，中小跨径桥梁，主要以现浇箱梁、组合小箱梁、T梁结构为主，施工以现场支架现浇或工地就地现场露天预制为主。为提高中小跨径桥梁工厂化率，济祁高速淮南至合肥段淮河特大桥引桥全长11.245 km，上部结构均采用35 m跨径钢板组合梁桥(图10)，下部结构采用高强管型预制墩，基础采用PHC管桩基础，工厂化率达到80%以上。[9-10]

图10 施工中的钢板组合梁

4 安徽省钢结构桥梁建设成果

近10年来安徽省依托长江淮河的区域地理条件，钢结构在长江、淮河桥上得到广泛应用，大跨度桥梁建设日新月异，不断创新。新建与改扩建公路项目，中小跨径钢结构桥梁所占比例已向10%及以上目标迈进，大跨度钢结构桥梁向系统优化方向不断创新。安徽在建的济祁高速、北沿江高速累计应用15 km长度的钢板组合梁桥，占全线桥梁长度比例分别为72%、42%。

钢结构桥梁在欧美桥梁的使用比例超过40%，新建桥梁则已经超过70%；目前我国钢结构桥梁在总桥梁的比例不到1%，新建桥梁不足10%；安徽省钢结构桥梁近些年走在全国的前列，新建桥梁钢结构所占比例在15%以上，但除在建的济祁高速、北沿江高速外，其余高速公路钢结构桥梁所占比例还很低，发展的余地还很大。

落实交通运输部推进公路钢结构桥梁建设的技术实践决非一蹴而就！踏实、细致的工作永远是取得成功的基础保证。“雄关漫道真如铁、而今迈步从头越”，一线设计人员应积极转变态度、努力学习、大胆细致，为我省钢结构桥梁的快速推进做出努力。

[1] 陈进昌，方京，孟庆标．芜湖长江大桥正桥上部结构设计[J]．桥梁建设，2001(2)：27～31.

[2] 王胜斌，胡可.安庆长江公路大桥主桥总体结构静力分析[J]．公路交通科技术，2004(6)：21～25.

[3] 徐宏光，张强.马鞍山长江公路大桥设计与创新[J]．桥梁建设，2010(6)：1～5.

[4] 杨善红，徐宏光，王胜斌.马鞍山长江大桥右汊主桥拱形塔斜拉桥设计创意[J]．公路交通科技，2009(5)：192～196.

[5] 唐国喜.马鞍山长江公路大桥右汊主桥基础设计[J]．公路交通科技，2015(11)：164～166.

[6] 王胜斌.淮河公路桥初步设计阶段方案比选研究[J]．公路交通科技，2012(1)：122～126.

[7] 刘付成.蚌埠长淮卫淮河大桥主桥设计简介[J].山西建筑，2013(23)： 152～156.

[8] 尹超.蚌埠中环线长淮卫淮河特大桥桥型方案设计[J].中国市政工程，2011(1)：26～29.

[9] JTJ 023-85，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[10] JTG D60-2014, 公路桥涵设计通用规范[S].