重庆市曾家岩嘉陵江大桥设计简介

苏剑南，王丰华

(招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆 400067)

重庆市曾家岩嘉陵江大桥设计简介

苏剑南，王丰华

(招商局重庆交通科研设计院有限公司， 重庆 400067)

重庆市曾家岩嘉陵江大桥为135 m+270 m+135 m公轨两用刚性悬索加劲连续钢桁梁桥。介绍该桥总体设计、各部分的构造及施工方案，为同类桥梁设计提供参考。

公轨两用钢桁梁桥；刚性悬索；桥梁设计

1 工程概况

重庆市曾家岩嘉陵江大桥是曾家岩大桥工程及轨道10号线的过江通道，位于黄花园大桥和牛角沱大桥之间，连接江北区和渝中区。该桥的建设将极大缓解嘉陵江过江交通瓶颈问题，有效缓解八一/向阳隧道、石黄隧道的交通拥堵，有利促进重庆轨道交通网络建设，是重庆市政府为实现重庆特大城市空间发展和城市化战略目标重要手段。该桥建成后的全貌如图1所示。

2 主要技术标准

地震基本烈度：Ⅵ度。

船撞力：2 500 t。

上层公路交通：

1) 道路等级：城市主干道。

2) 行车速度：50 km/h。

3) 荷载标准：城-A级，人群荷载2.4 kPa[1]。

下层轨道交通：

1)轨道制式：双向轨道交通，线间距5.4m，钢轮钢轨式。

图1 重庆市曾家岩嘉陵江大桥效果图

2) 荷载标准：地铁As型车八辆编组，最大轴重150 kN。

3) 刚度指标：轨道刚度指标满足铁路规范要求[2]。

3 设计关键点

重庆市曾家岩嘉陵江大桥是曾家岩大桥工程的关键节点，其长270 m的主跨居国内同类型桥梁跨径之首。受轨道影响，该桥恒载大，结构受力复杂，故设计时对主桁节间布置、上下层桥面体系、加劲悬索布置范围、主桁吊装施工方案进行了细致考虑。

4 总体设计

4.1 桥跨布置

重庆市曾家岩嘉陵江大桥起于江北区龙湖春森彼岸，依次上跨北滨路、嘉陵江、渝中区嘉滨路、轨道2号线曾家岩站，止于渝中区周公馆。综合考虑通航、施工和桥梁景观要求，主桥采用135 m+270 m+135 m刚性悬索加劲连续钢桁梁桥，桥型布置立面如图2所示。

4.2 结构体系

因轨道10号线曾家岩车站设置在重庆曾家岩嘉陵江大桥P2墩两侧的下层桥面范围内，且桥梁南岸边跨范围内的轨道平面位于缓和曲线上，因此基于保证轨道运营安全，减小主梁在A3桥台处纵向位移量，提高轨道伸缩缝使用耐久性的考虑，在该桥P2墩墩顶设置纵向固定支座，其余位置设置活动支座，支座最大吨位12 500 t。该桥结构体系布置如图3所示。

图2 桥型布置

图3 重庆曾家岩嘉陵江大桥结构体系布置

4.3 横断面布置

重庆市曾家岩嘉陵江大桥上层桥面宽31.4 m，双向6车道设计，具体布置为：2.0 m(人行道)+1.2 m(立柱保护区)+0.5 m(防撞护栏)+11.0 m(行车道)+2.0 m(中间带)+11.0 m(行车道)+0.5 m(防撞护栏)+1.2 m(立柱保护区)+2.0 m(人行道)=31.4 m。该桥主梁横断面布置如图4所示。

该桥下层桥面全宽27.6 m，其中渝中侧P2主墩两边各70 m下层桥面范围内为轨道10号线曾家岩站站台层。

图4 主梁横断面布置

5 关键结构

5.1 主桁结构

重庆曾家岩嘉陵江大桥标准节段三维模型如图5所示。重庆市曾家岩嘉陵江大桥主桁节间长12.2 m，桁片横向中心距26.2 m，中心桁高12.788 m。根据受力和构造需要，主桁采用了Q345qD和Q420qE两种钢材。上、下弦杆，腹杆和斜腹杆均采用闭口箱形截面，各杆件间采用整体节点板，且通过高强螺栓和拼接板对接连接[3]。

5.2 上、下层桥面系

上层正交异性桥面板板厚16 mm，采用纵横梁布置的梁格体系支撑。梁格体系[4]如图 5所示，每个节间由纵向6根纵梁和5根横梁组成。其中，纵梁高1.2 m；横梁分为节点横梁和节间小横梁，梁高分别为2.0和1.2 m，横梁间距3.05 m。

下层正交异性桥面板板厚14 mm。如图 5所示，采用密横梁体系支撑，横梁高度1.5 m，纵向间距3.05 m。根据轨道横向布置，下层桥面还设有4根轨道纵梁，纵梁梁高1.5 m。

图5 标准节段三维模型

桥面系均采用Q345qD[5]材质。桥面板和横梁与上、下弦杆间分别采用现场焊接和高强螺栓连接。

5.3 加劲悬索及刚性吊杆

加劲悬索采用Q420qE钢材，桥面以上高度约30 m，纵向长约148 m，采用闭口日字型截面，截面宽1.2 m，高2.4 m，对称布置在立柱两侧。加劲悬索与上弦杆和墩顶立柱间均采用高强螺栓现场连接，如图6所示。

图6 加劲悬索上下节点连接构造

刚性吊杆采用Q345qD钢材，工字型截面，尺寸为1 200 mm×600 mm×12 mm；墩顶立柱采用Q420qE钢材，闭口箱形截面，尺寸为2 000 mm×1 200 mm×50 mm。

5.4 下部结构

墩身采用的“雾都之眼”造型，体现了曲线与直线交替运动的美学关系。由于桥墩采用全曲面弧线造型，故其交叠的弧度改变了单一的桥墩造型，且外轮廓内收不仅更显柔美，未来感十足，而且还与桁架形式刚柔并济，使桥梁外观极具特色和代表性。桥墩造型如图7所示。

桥墩结构为空心薄壁墩，采用C40混凝土，表面采用混凝土防腐涂装。桥墩高41.5 m。顺桥向墩顶宽10.0 m，墩底宽9.0 m，墩顶17.5 m高度范围内采用外弧造型修饰；横桥向外侧为圆弧造型，墩顶宽33.0 m，墩底宽29.0 m。桥墩内部采用椭圆形挖空，椭圆长轴半径为16.0 m，短轴半径为7.0 m。

承台与桥墩间设置墩座，采用C30混凝土。棱台高1.5 m，棱台上部尺寸为31 m×11 m，棱台下部尺寸为34 m×14 m。

主墩基础采用群桩基础。承台平面尺寸为36.0 m×16.8 m，厚6.0 m，下面布置15根直径2.8 m的钻孔灌注桩。承台及桩基础均采用C30水下混凝土。

图7 桥墩造型

6 主桁施工关键技术

为避免阻碍嘉陵江航道正常通行，重庆市曾家岩嘉陵江大桥主桁采用桥面吊机悬臂散拼施工，杆件最大吊装重量89.9 t。主桁拼装过程中，加劲悬索与上弦杆间的合龙、主桁中跨合龙是2个关键节点。因此，为保证主桁受力达到设计状态，拟在2个关键节点采取如下施工措施：

1) 通过张拉临时拉索来调整合龙口两端杆件转角和位移以实现加劲悬索与上弦杆间的无应力合龙。临时张拉力约1 240 t，临时索安全系数2.0。加劲悬索合龙示意如图8所示。

2) 主桁中跨合龙是最关键的环节，因此，通过压重使主桁端部在A0和A3桥台处分别下沉31和29 cm，使中跨“翘起”，以调整合龙口两端杆件转角和位移，实现无应力合龙[6-8]。预偏补偿悬臂端变形实现中跨合龙示意如图9所示。

如图10所示，待中跨合龙后，拆除临时拉索，移除边跨压重，在A0和A3桥台处采用千斤顶竖向顶升主桁至设计标高，顶升力分别为350和400 t。然后安装永久支座，并用环氧砂浆对支座地脚螺栓进行锚固。待环氧砂浆达到设计强度后，逐渐卸载千斤顶，且当千斤顶完全卸荷后，主桁在A0和A3桥台处改为完全由支座支承，从而实现结构体系转换。

图8 加劲悬索合龙示意

图9 预偏补偿悬臂端变形实现中跨合龙示意

图10 梁端顶升示意

7 结束语

重庆市曾家岩嘉陵江大桥地处重庆市嘉陵江畔核心区域，建设条件复杂，景观要求较高，受通航行洪限制，其主跨达到270 m，其跨径位于国内同类桥梁首位。该桥设计力求在尽量减小恒载的基础上，通过优化结构体系来保证各杆件受力均匀，并通过预偏补偿悬臂端变形的方法实现中跨合龙，以避免对嘉陵江航道和周边环境的影响，极大降低了施工临时措施费。重庆市曾家岩嘉陵江大桥的建设将完善重庆市城市路网系统，对于提升城市形象，缓解主城中北部交通拥堵，建立主城核心区域与北部新区的快捷联系具有重要意义。

[1]上海市政工程设计研究院.城市桥梁设计规范：CJJ 11—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]铁道第三勘察设计院.铁路桥涵设计基本规范：TB 10002.1—2005[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[3]冯 沛，李凤芹.济南黄河公铁两用桥主桥结构型式研究[J].铁道工程学报，2010(8)：67-72.

[4]张 上，李凤芹.石济客运专线济南黄河桥正交异性钢桥面板设计研究[J].铁道标准设计，2014(5)：55-59.

[5]赵兴亚. 滨州黄河公铁两用大桥主桥上部结构设计[J].桥梁建设，2010(2)：52-54，72.

[6]孙玉祥，汪存书，蔡新民.预偏补偿悬臂端位移在钢桁架拱桥跨中无应力合龙施工中的应用[J].中国港湾建设，2009(5)：38-41.

[7]王福敏，徐 伟，李 军，等.特大跨径钢桁架拱桥设计技术[M].重庆：重庆大学出版社，2010.

[8]周仁忠，徐国平，汪存书，等.重庆朝天门长江大桥施工控制关键技术研究[J].中外公路，2010(1)：119-125.

Brief Introduction to Design of Zengjiayan Jialing River Bridge of Chongqing

SU Jiannan,WANG Fenghua

Zengjiayan Jialing River Bridge of Chongqing is a 135m + 270m + 135m road-track dual purpose rigid suspension steel cable continuous steel truss girder bridge. This paper introduces its overall design,structure and construction scheme of the bridge components,so to provide reference for similar bridge design.

road-track dual purpose steel truss girder bridge; rigid suspension cable; bridge design

10.13607/j.cnki.gljt.2016.06.009

交通运输部建设科技项目(2013318282310)

2016-07-04

苏剑南(1981-)，男，重庆市人，硕士研究生，高工。

1009-6477(2016)06-0038-05

U448.21+1

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