芜湖长江公路二桥接线桥梁总体设计

朱 俊

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 项目背景

芜湖长江公路二桥(以下简称“本项目”)位于长江下游黑沙洲河段和芜裕河段交界区，是《安徽省长江过江通道布局规划方案》提出首批建设的8座过江桥梁之一。大桥距上游铜陵长江公铁大桥约24 km，距下游芜湖长江公铁大桥约34 km，是安徽省高速公路网规划“四纵八横”中“纵二”(徐州—淮北—蚌埠—合肥—巢湖—无为—芜湖—繁昌—泾县—旌德—黄山)的一段。

大桥建成后，一将成为安徽省“四纵八横”高速公路路网规划中“纵二”的重要部分；二将连通安徽省建设中的北沿江高速公路和已建成的沪渝高速南沿江段；三可成为芜湖市跨江发展的第二通道。

2 接线桥梁设计概述

2.1 设计标准

1)设计行车速度：100 km/h；

2)设计荷载：公路—Ⅰ级；

3)地震动加速度峰值：0.05g；

4)设计洪水频率：特大桥为1/300；大中小桥及涵洞均为1/100；

5)本项目环境类别为Ⅰ类环境。

2.2 沿线桥梁布设

本项目桥梁主要分三个段落，主桥部分(K31+878～K33+500),长1.622 km，北岸引桥部分(K20+782～K31+878)及南岸引桥部分(K33+500～K34+710)，长12.306 km,北岸接线部分(K0+000～K20+782)及南岸接线部分(K34+710～K56+264)。

2.3 沿线桥梁设计思路

设计理念：安全、耐久、简约、美观。

建设目标：技术示范性桥梁。

设计原则：标准化设计、装配化施工、工厂化生产。

施工图设计中，沿线桥梁桥位选择时，充分考虑沿江丘陵平原区的性质，桥下无重要河流和通航河流，桥位选择服从路线走向。桥梁结构尽量选择安全、实用、综合造价低、美观的结构形式，桥梁上部结构采用节段预制拼装箱梁和钢管混凝土桁架组合梁，充分贯彻标准化、模块化、工厂化、数字化的设计理念，将实现标准化施工管理作为设计方案的考虑主线，降低施工风险，提高工程质量，做到最大程度的重视环保、资源节约和加快工程进度。

3 典型桥梁方案简述

本项目跨江接线桥梁规模宏大，桥梁跨径形式较多，以下按典型跨径分类进行简述。

3.1 30 m跨径

本项目30 m跨径桥梁主要有两种结构形式：节段预制拼装箱梁和小箱梁。

1)30 m节段预制拼装箱梁。

典型桥梁：黄陈河大桥、西河特大桥、西河南引桥、无为堤北引桥杨家桥段、开发区北段高架桥、开发区南段高架桥、横山河特大桥。

结构形式及施工方案：30 m节段预制拼装桥梁上部采用全体外束单箱单室箱梁，下部采用双柱式矩形桥墩、钻孔灌注桩基础，采用下行式架桥机进行安装。

2)30 m先简支后连续预应力混凝土小箱梁。

典型桥梁：峨溪河特大桥。

上部结构形式：单幅共4片箱梁，中梁宽2.4 m，边梁宽2.85 m，底板宽1.0 m，梁高1.6 m。

下部结构形式：采用双柱式桥墩，盖梁高1.6 m，宽1.9 m；柱径1.4 m，桩径1.6 m。

施工方法：架桥机安装。

3.2 50 m跨径

接线跨越堤坝主要有黄陈河、西河、横山河、峨溪河，根据防洪报告结论及水利主管部门批复，在跨越堤坝处均采用跨径50 m的桥梁方案。本项目50 m跨径桥梁采用钢管混凝土桁架组合梁形式。

典型桥梁：黄陈河大桥、西河特大桥、开发区南段高架桥、横山河特大桥、峨溪河特大桥。

上部结构形式：主桁采用不带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度3.4 m，主桁高度6.0 m，高跨比为1/8.33。两片主桁中心距采用13.30 m，宽跨比为1/3.76，桥面行车道宽度11.5 m。上弦杆采用φ850×28 mm的单圆钢管混凝土结构，钢管采用定型的大直径焊接直缝钢管，壁厚28 mm。下弦杆为预应力混凝土结构，截面为等截面矩形，标准段尺寸为1.8×1.1 m，如图1所示。

主桥桥面系结构部分主要由桥面板、中横梁和端横梁组成，并与下弦杆连接形成纵横梁体系共同参与结构受力，桥面板、中横梁、端横梁和下弦杆均为现浇预应力混凝土结构。

下部结构形式:采用柱式墩接盖梁的结构形式，盖梁截面为L形，平面尺寸为14.4 m×3.0 m；桥墩采用直径1.6 m的圆形柱接1.8 m桩基，桥墩间距5.05 m；桥墩间设地系梁，地系梁尺寸为1.5 m×1.2 m。

施工方法：施工过渡墩基础和墩身；在过渡墩顶部设置支座；搭设并预压满堂支架；在支架上现浇下弦杆、端横梁、中横梁及桥面板；待混凝土达到一定强度后张拉预应力索；工厂进行钢结构加工并将桁架分段运输到现场；安装桁架，分段焊接成整体；完成端部底座混凝土的浇筑；卸落支架；引桥吊装施工；铺设桥面铺装；施工其余附属设施。

3.3 100 m跨径

本项目跨越无为大堤及西河Ⅴ级航道时均采用100 m跨径，结构形式采用全幅预应力混凝土矮塔斜拉桥。

典型桥梁：跨无为大堤引桥、西河特大桥。

3.3.1西河特大桥设计概述

西河特大桥主桥位于项目路线桩号K11+085处，上跨西河北坝(X046)、西河主航道、西河南坝。本桥设计时跨越西河南北堤坝采用50 m钢管混凝土桁架组合梁，其中小桩号侧通行净空要求不小于5.0 m，大桩号侧通行净空要求不小于4.5 m。桥位处西河通航等级目前维护等级为Ⅵ级, 评定为Ⅴ(3)级,通航净宽80 m，上底宽72 m；通航净高8 m，侧高5.5 m。故跨越西河通航主孔采用60 m+100 m+60 m预应力混凝土矮塔斜拉桥。全桥共设16对斜拉索，每个索塔设8对斜拉索，斜拉索空间扇形布置。桥梁主塔桥面以上高16.5 m，为钢筋混凝土结构。主塔桥墩采用空心薄壁桥墩，承台厚3.5 m，群桩基础，每个承台设12根桩基，桩基直径1.8 m。

3.3.2西河特大桥结构设计

1)主梁。

主梁为预应力混凝土整体式箱梁，箱梁支点处中线处高度3.631 m，悬臂端部处高度3.0 m，桥面横坡2%由箱梁浇筑时形成。箱梁宽度为27.1 m，两侧悬臂均为5 m。箱梁顶板厚26 cm，角隅设一次倒角100 cm×40 cm，箱梁底板厚度30 cm，角隅倒角55 cm×30 cm，和40 cm×30 cm。腹板厚度分别为50 cm，60 cm，70 cm。标准横隔板每4 m布置一道(仅在拉索区布置)，并与斜拉索索距对应。中室处标准横隔板厚度为50 cm，边室处厚度为30 cm。边墩处横梁宽度175 cm，桥塔处设一道横梁，宽度350 cm。箱梁采用双向预应力体系，主要为纵向预应力体系和横向预应力体系(见图2)。

2)索塔。

主塔高16.5 m，采用钢筋混凝土独柱塔形式，截面为实心矩形截面，顺桥向长3.0 m，横桥向宽2.0 m，布置在中央分隔带内，塔梁固接。斜拉索横桥向双排布置，间距1.0 m，鞍座亦设两排。全桥斜拉索共16对，每个索塔设8对斜拉索，斜拉索空间扇形布置。最长拉索约94.8 m，最短拉索约37.7 m，单根重1.3 t～4.0 t，均采用成品索，锚具采用15-22和15-19夹片锚体系。每索上、下端套筒出口处均设置由粘弹性高阻尼材料制成的减振阻尼衬套，以减小或消除拉索的风激振动。

3)下部结构。

下部结构主墩采用带扩大头的矩形空心薄壁桥墩，上部扩大段截面尺寸为9.7 m×3.0 m，标准截面基本尺寸为7.7 m×3.0 m，墩高14.2 m，主墩承台平面为矩形，基本尺寸为16.2 m×12 m，承台厚3.5 m，承台底设封底混凝土0.5 m。

大桥实景图见图3。

4 结语

芜湖长江公路二桥接线桥梁规模宏大，桥梁跨径形式繁多。其中，50 m钢管混凝土桁架梁、100 m大悬臂带肋矮塔斜拉桥具有较强的创新性。目前该项目已建成通车，希望本文的内容对其他项目的设计能起到一定的借鉴作用。