武汉径河大桥设计

2018-11-09宋先进魏顺波

城市道桥与防洪 2018年10期

宋先进，魏顺波

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司武汉公司，湖北武汉 430000）

1 工程概况

径河大桥为武汉市东西湖区金银湖环湖路的一座斜拉桥，跨越径河，跨径为40 m+110 m+30 m+40 m，全长230 m。桥塔设置在P2墩处，形状为月牙形，竖向倾斜，主梁及桥塔均采用钢结构。主跨侧设9根竖琴式斜拉索，小跨侧背索为一对垂直吊索。塔梁固结，墩梁设支座。

该桥位于东西湖区金银湖环湖路，景观功能突出，为东西湖区标志性景观桥梁。图1为桥型布置。

2 设计标准

道路等级为公路二级兼城市次干路；设计车速50 km/h；设计荷载为公路—I级兼城—A级，人群荷载 3.5 kPa；桥宽：3 m（人行道）+2.5 m（非机动车道）+12.0 m（车行道）+3.5 m拉索区+12.0 m（车行道）+2.5 m（非机动车道）+3 m（人行道）=38.5 m。

3 方案研究

3.1 景观研究

该桥桥型为非常规斜拉桥，桥塔呈月牙形，主跨侧为竖琴式斜拉索，单索面，小跨侧为一对垂直吊索。桥梁造型轻盈生动，优美的流线形桥塔犹如一架精致优雅的竖琴，均匀布置的金属拉索在阳光的照耀下晶莹、闪耀，犹如一丝丝流动的琴弦，正在演奏金银湖畔最动人的旋律。图2为径河大桥效果图。

3.2 结构研究

由于桥塔形状为月牙形，根据受力情况并考虑施工方便，桥塔采用钢结构。初步设计时，对主梁进行了钢结构及混凝土结构两种方案的比较。计算表明，若主梁采用混凝土结构，将极大增加主梁及桥塔弯矩，导致主梁及桥塔结构尺寸过大，严重影响桥梁景观，不可取，因此主梁最终采用钢箱梁。

3.3 施工方案研究

桥梁所跨径河常水位下水深较浅，通常小于2 m，便于筑岛围堰，因此钢箱梁施工考虑在临时墩上分段吊装，钢桥塔施工考虑在支架上分段吊装。

4 结构设计

4.1 主梁

主梁采用钢箱梁，钢材材质Q345qD，横断面为两侧带展翅的单箱三室截面。桥中线处梁高3 m，顶面设双向2%横坡。主体箱室总宽16.6 m，单侧展翅宽10.98 m，展翅外侧设风嘴，桥面总宽度38.56m，断面全宽39.1 m。

钢箱梁顶、底板均为纵肋和横隔板垂直布置的正交异性板结构；顶板车行道范围厚16 mm，局部加厚至20 mm、24 mm；顶板下设“U”型和板式纵肋，“U”型肋间距600 mm，高280 mm，上部开口宽300 mm，底部宽200 mm，厚度8 mm，板肋间距300 mm，高210 mm，厚18 mm；人行道范围顶板厚12 mm，下设板式纵肋，纵肋间距315 mm，高145 mm，厚度12 mm；底板厚12 mm，局部加厚至28 mm、40 mm，底板上设倒“U”型和板式纵肋，倒“U”型肋间距840 mm，下部开口标准宽度420 mm，高220 mm，厚度6 mm；板肋间距400 mm，标准高度220 mm，厚度20 mm。

钢箱梁横隔板标准间距2.25 m，分主体箱室横隔板和展翅横隔板，其中主体箱室横隔板标准厚12 mm，与主塔壁板相对应的横隔板厚20 mm，在支座位置横隔板厚度适当增加，横隔板上以纵、横向板式加强肋加劲，并设有过人孔；展翅横隔板厚度14 mm，上设可供排水管通过的圆形孔洞，展翅横隔板与主体箱室横隔板位置严格对应。

钢箱梁内部共设4道纵腹板，组成单箱三室结构，2道内纵腹板外到外间距2.4 m，与主塔壁板外到外严格对齐，标准厚度16 mm，在主塔墩位置加厚至48 mm，以水平及横向加强肋进行加劲，水平加强肋竖向间距590 mm，宽160 mm，厚度16 mm；2道外纵腹板外到外16.6 m，标准厚度18 mm，局部加厚至24 mm，以水平及横向加强肋进行加劲，水平加强肋竖向间距440 mm，宽210 mm，厚度18 mm。

钢箱梁顺桥向共分14类50个施工梁段，梁段长2.35～2.175 m，最大梁段重量203.8 t。图3为主梁构造。

图1 桥型布置（单位：mm）

图2 径河大桥效果图

图3 主梁构造（单位：cm）

4.2 桥塔

钢塔柱形状呈月牙状，高71.5 m（从主梁顶面算至塔顶），塔柱纵向从下到上共分为12个节段，最大节段高8 m。塔柱断面为单箱单室布置，由四周壁板构成矩形结构。塔根部结构外尺寸为7.373 m（顺桥向）×2.4 m（横桥向），塔顶截面尺寸为0.4 m（顺桥向）×2.4 m（横桥向），中间截面尺寸根据外形按线性变化。塔柱壁板厚度为24 mm，均采用板式加劲肋，加劲肋板厚为20 mm；横隔板厚16 mm，间距3.0～4.0 m。

桥塔上斜拉索锚固采用钢锚箱结构。主塔与主梁采用固结。图4为桥塔构造。