呼准铁路大路黄河特大桥主桥桥式方案探讨

鲍 润 全

(呼准鄂铁路有限责任公司，内蒙古 呼和浩特 010020)

1 概述

1.1 呼准铁路概况

本线地处内蒙古自治区呼和浩特市和鄂尔多斯市境内，为国铁Ⅰ级双线电气化铁路。线路自呼和浩特枢纽引出，经呼和浩特市土默特左旗、托克托县，在海生不浪高速公路桥下游3 km处跨越黄河后，进入鄂尔多斯市准格尔旗，经过准格尔旗大路新区，到达本线终点准格尔旗的大路西站，线路全长134.579 km。

1.2 桥址概况

呼准铁路大路黄河特大桥位于黄河中游的宁蒙河段，桥位上下游河道基本顺直，大桥北岸位于呼和浩特市托克托县海生不拉村，主要为冲积平原，地势平坦开阔；南岸位于鄂尔多斯市准格旗大路镇小摊子村，地形起伏较大，岸坎高约50 m。桥址处河床及漫滩宽度约840 m，其中过水河槽宽约260 m，常年有水，水深1.5 m～6.0 m，水流较急，且随季节变化明显。设计洪峰流量为7 910 m3/s，检算流量为9 265 m3/s。桥位处年平均气温7.2 ℃，最高气温38.4 ℃，最低气温-36.3 ℃，历年最大冻土深度1.5 m，最大风速18 m/s。地层主要以粉细砂为主，地震动峰值加速度为0.15g(地震基本烈度为7度)。本桥上游建有巨河滩黄河公路大桥、海生不浪黄河公路大桥，下游建有呼准铁路(地方铁路)黄河特大桥。

2 桥梁总体设计

2.1 总体设计原则

大路黄河特大桥是本线的重点控制工程，设计原则如下：

1)主桥桥式方案满足防洪防凌等黄河河道技术管理要求；2)桥梁建设充分考虑施工维护及工程造价等因素；3)技术成熟可靠。

2.2 桥梁跨度的选择

按照黄委会《黄河河道管理范围内建设项目技术审查标准(试行)》确定的主要控制指标要求：要求黄河宁蒙段主河槽孔跨三盛公以下不小于100 m，滩地过水孔跨不小于40 m，桥梁轴线与水流法线方向夹角小于10°，跨河建筑物净高不小于8 m，河道通航宽度最小为60 m。即主河槽范围DK68+500～DK69+500，100 m<桥梁跨度<200 m控制。

2.3 主桥桥式方案的选择

为使结构经济合理，主河槽范围内桥式选择的总体思路为：尽可能采用等跨结构，即技术上成熟的连续刚构方案。结合防洪防凌分析多方案比较桥位处地形情况、地质情况、施工方法、桥梁建设的难度、施工水位、冰压力的作用、景观效果以及地方准格旗政府新区规划建设影响等具体特点，确定研究了3个主桥桥式方案：

桥式方案一：孔跨式样为29-32简支T梁+7-48 m简支箱梁+1-(98+5×168+98) m刚构连续梁+25-48 m简支箱梁+6-32 m简支T梁+1-20 m简支T梁+1-32 m简支T梁+1-(32+48+32) m连续箱梁+29-32 m简支T梁，全桥长4 913.82 m，其中主桥长1 037.6 m。

桥式方案二：孔跨式样为67-32简支T梁+31-48 m简支箱梁+1-(100+156+100) m连续刚构+1-(116+200+200+116) m连续刚构+2-24 m简支T梁+1-(32+48+32) m连续箱梁，全桥长4 899.34 m，其中主桥长991.6 m。

桥式方案三：孔跨式样为61-32简支T梁+36-48 m简支箱梁+1-(90+5×156+90) m刚构连续箱梁+1-24 m简支T梁+1-(32+48+32) m连续箱梁，全桥长4 898.64 m，其中主桥长961.6 m。

3 桥式方案的比较

3.1 桥式方案一

3.1.1主桥孔跨布置

本方案主桥采用(98+5×168+98) m预应力混凝土刚构连续梁，中间2个桥墩和主梁固接，两侧其余桥墩处均设置纵向活动支座，主桥全长1 037.6 m。梁体主拉应力宜由腹板索控制，不依赖竖向预应力，支点处梁高12.0 m，跨中和边跨端部梁高6.0 m。

3.1.2主桥施工方案

施工方案采用技术上成熟的挂篮悬臂灌注法施工。本方案主桥采用大跨度刚构—连续梁，优点是桥式简洁美观、刚度大、噪声小，主跨168 m的跨度有一定的设计施工经验，造价较低，易于养护维修。

3.2 桥式方案二

3.2.1主桥孔跨布置

本方案主桥由一联(100+156+100) m连续刚构+一联(116+200+200+116) m连续刚构组成。

(116+200+200+116) m连续刚构3个主墩和梁体固接，两侧边墩处设置纵向活动支座。梁体采用单箱单室截面形式，三向预应力设计方案，梁体主拉应力宜由腹板索控制，不依赖竖向预应力，支点处梁高13.8 m，跨中和边跨端部梁高7.0 m。

(100+156+100) m连续刚构2个主墩和梁体固接，两侧边墩处设置纵向活动支座。梁体采用单箱单室截面形式，三向预应力设计方案，梁体主拉应力宜由腹板索控制，不依赖竖向预应力，支点处梁高10.8 m，跨中和边跨端部梁高5.6 m。

3.2.2主桥施工方案

施工方案采用技术上成熟的挂篮悬臂灌注法施工。本方案主桥采用大跨度刚构—连续梁，优点是桥式简洁美观、刚度大、噪声小，易于养护维修，减少了大吨位支座设置。缺点是主跨200 m的跨度设计施工难度高、风险较大、工程造价较高。

3.3 桥式方案三

3.3.1主桥孔跨布置

本方案主桥为一联(90+5×156+90) m预应力混凝土刚构连续梁，中间2个桥墩和主梁固接，两侧其余桥墩处均设置纵向活动支座。梁体采用单箱单室截面形式，三向预应力设计方案，梁体主拉应力宜由腹板索控制，不依赖竖向预应力，支点处梁高10.8 m，跨中和边跨端部梁高5.6 m。

3.3.2主桥施工方案

施工方案采用技术上成熟的挂篮悬臂灌注法施工。本方案主桥采用大跨度刚构—连续梁，优点是桥式简洁美观、刚度大、噪声小，设计施工经验较为成熟，造价较低，易于养护维修。

4 各方案综合比较

桥式各方案的优缺点比较见表1。

表1 桥式各方案的优缺点比较表

5 结语

经过上述各方案的综合分析比选，各方案孔跨布置均满足流凌及行洪要求，鉴于该河段桥梁密度大、凌汛问题严重，选择桥式方案一为最终方案，即本桥主桥桥式方案采用(98+5×168+98)m刚构连续梁方案，该方案并得到了黄河水利委员会的正式批准文件。

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