椒江特大桥总体设计综述

王 进

（中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600）

1 引言

杭绍台铁路椒江特大桥是国内跨度最大的四线高速铁路桥梁。大桥建设条件复杂，具有设计活载大、线路条件复杂、行车舒适性要求高、刚度要求高、跨越河流通航要求高、受潮汐影响大、防洪要求高、受台风影响大等特点。主航道桥采用主跨480 m钢桁斜拉桥。大桥采用技术成熟的结构体系，合理设置辅助墩，适当加大塔高和加劲梁桁高，采用在大跨度桥梁中适应性较好的桥面体系等措施；备用航道桥和引桥采用连续梁、T构、简支箱梁等桥式，结合线路条件、通航条件、防洪要求、技术经济条件等确定不同的桥梁布置形式，椒江特大桥在复杂的建设条件下实现了功能要求。

2 工程概况

杭绍台铁路椒江特大桥全长5 255 m，位于既有台州大道椒江大桥上游2.2 km，大桥采用杭绍台铁路与预留沿海铁路四线共用通道的方式建设。大桥范围杭绍台铁路及沿海铁路均为高速铁路，主航道桥速度目标值为250 km／h，其余桥梁速度目标值350 km／h。主航道桥及两端各约1 km范围内采用有砟轨道，其余段落采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。

桥位处椒江属感潮河段，河床基本趋于稳定，南侧为主航道，北侧为备用航道。主航道通航孔设计代表船型为3 000 t级海船，兼顾通行2万t级新造船，远期预留5 000 t级海轮通行条件，备用航道通航孔远期预留3 000 t级海轮通行条件。

桥址区工程地质场地稳定，椒江河道下基岩埋深120～132 m，覆盖层为第四系淤泥质土、黏性土、砂类土，地质构造主要为基岩节理裂隙。多遇地震、设计地震、罕遇地震加速度依次为0.044 g、0.065 3 g、0.102 g。

3 平面及纵断面设计

为节省工程总投资，充分利用椒江宝贵的桥位资源，椒江特大桥四线共用跨江通道［1］，线路平面采用沿海铁路外包杭绍台铁路的方式布置。主航道桥四线合建，线间距（5.3+5.0+5.3）m。北引桥处于疏解区，设有四线合建过渡段，杭绍台铁路正线线间距5.0 m，沿海铁路与杭绍台铁路正线线间距由5.3 m逐渐加大，沿海铁路上行线展线跨越杭绍台铁路正线后与下行线并为双线；南引桥向南引入台州中心站，四线合建，线间距（5.3+5.0+5.3）m。为尽量减小新建桥梁对通航、水流、河势的影响，并兼顾台州中心站布设，主航道桥轴线与椒江水流方向夹角86°。为满足主航道桥设钢轨温度调节器的条件，主航道桥及其两端一定范围内线路不设平曲线及竖曲线［2-3］。椒江特大桥平面示意见图1。

图1 椒江特大桥平面示意

桥面高程受航道净空控制，其中主航道净空高度不小于38 m，备用航道净空高度不小于23.5 m。因此，桥面最高点位于主航道桥主跨跨中，以此为对称轴设半径30 000 m凸竖曲线，两侧顺接1.3‰纵坡，以满足铁路桥面纵向排水的要求，为尽快降低桥高，两侧引桥采用最大容许的20‰纵坡［4］。

4 桥式布置

由于桥区船舶航行密度较大，桥梁孔跨布设需满足航道条件、防洪要求、道路立交要求，同时在满足桥梁使用功能的前提下，力求结构受力合理，且具有较好的经济性［5-6］。

4.1 主航道桥

桥位处椒江河床近年来相对稳定，深泓线贴近南岸。椒江主航道等级为内河Ⅳ级，通3 000 t级海轮、2万t新造船，远期规划通行5 000 t海轮，单孔双向通航净空宽度不小于228.3 m，净空高度不小于30.5 m。桥位处主要航迹线覆盖宽度430 m，考虑到船舶航行密度较大，通航净空尺度需适当加大以覆盖现行主要航迹线范围，并适当考虑航道的远期发展，净空按430 m×38 m（净宽×净高）设计，主跨采用480 m斜拉桥。为符合船舶的航行习惯，并考虑南岸码头作业需要，主跨布设贴近南岸，南侧主墩位于临近码头边缘线的后方。

4.2 备用航道桥

桥位处椒江深泓线历史上曾靠近北岸，近年来在下游长顺坝、潜坝、丁坝的作用下，深泓线贴近南岸，江心存在游动性沙洲，北河槽有一定程度冲刷。考虑北河槽水深条件较好，预留备用通航条件，并结合行洪要求，主跨跨度采用124 m。

4.3 跨大堤桥梁

为保证椒江大堤的安全，跨大堤桥梁承台距大堤迎水坡坡脚不小于3倍承台边长，距大堤背水坡坡脚不小于10 m。据此要求，跨北侧大堤跨度采用124 m，结合主航道桥的布设，采用斜拉桥156 m边跨跨越南侧大堤。

4.4 引桥

引桥全长3 651 m，主要控制点为省道S75、省道S325、省道S83（规划），分别采用主跨100 m连续梁、主跨80 m连续梁、主跨72 m T构跨越，其余采用多孔跨度32 m为主的简支箱梁。

4.5 全桥孔跨布置

全桥孔跨布置:多孔简支箱梁+2×72 m T构+1孔简支箱梁 +（72+4×124+72）m连续梁+（84+156+480+156+84）m钢桁斜拉桥 +多孔简支箱梁+（48+80+48）m连续梁+多孔简支箱梁+（60+100+60）m连续梁+多孔简支箱梁。椒江特大桥孔跨布置见图2［7］。

图2 椒江特大桥孔跨布置（单位：m）

5 主航道桥设计

主航道桥采用（84+156+480+156+84）m钢桁斜拉桥。本桥设计难度大，铁路设计活载大，风荷载、制动力作用下的纵向位移较大，高速铁路对行车舒适性要求高，对桥梁刚度要求大。本桥采用半漂浮体系，塔梁分离，桥塔和主梁之间设置纵向阻尼器，以解决纵向位移问题。桥塔取用适当偏大的塔高，合理设置辅助墩，加劲梁采用桁高较大的钢桁梁，适当加大拉索截面，采用密横梁体系、正交异性板钢桥面等措施，以解决行车舒适性和刚度问题。主航道桥梁布置见图3［8］。

图3 椒江特大桥主航道桥式布置（单位：m）

5.1 主梁

主梁采用钢桁梁，双主桁三角形桁式，桁高14 m，节间距14 m或14.5 m，共68个节间，两片主桁中心距24.3 m［9-10］。桥面采用密横梁体系、正交异性板钢桥面［11］。

5.2 斜拉索

斜拉索采用抗拉标准强度1 860 MPa的环氧平行钢丝斜拉索，平面双索面体系，扇形布置，共64对斜拉索。索梁锚固采用锚拉板，锚点间距14 m或14.5 m；索塔锚固采用钢锚箱，理论锚点间距2.5 m，张拉端设置在桥塔内。

5.3 桥塔（墩）及基础

主塔采用H型花瓶式混凝土结构，塔高189.3 m，采用钻孔灌注桩基础，桩径3.0 m，最大桩长110 m。辅助墩及交接墩采用门形双柱墩［12］，墩顶顺桥向尺寸6 m，横桥向尺寸33.2 m，门洞宽11.8 m，拱顶半径5.9 m。墩身为空心截面，外坡45∶1，采用钻孔灌注桩基础，桩径2.0 m。

6 备用航道桥设计

备用航道桥采用（72+4×124+72）m四线连续梁。本桥的设计主要考虑四线梁整体性及上下部变形协调、长联连续梁钢轨伸缩调节器的设置等问题。为加强桥梁的整体性，本桥按四线整体箱梁设计，梁长641.6 m，截面形式为单箱三室变截面。边支点截面中心处梁高5.6 m，中支点截面中心处梁高9.6 m，箱梁顶宽23.2 m，箱梁底宽17.3 m。下部结构采用四线整体桥墩及基础，四线整体桥墩采用门型双柱式空心墩，以解决横向不均匀沉降和温度应力问题，墩顶顺桥向尺寸6 m，横桥向尺寸21.2 m，门洞宽6 m。本桥固定支座设于小里程侧第二主墩，本联桥梁上仅设一处钢轨伸缩调节器，确保钢轨平顺性，降低运营维养难度。

7 引桥设计

引桥桥式方案以简支箱梁为主，跨越道路采用连续梁或T构。引桥设计主要考虑疏解区复杂的线路条件、四线梁整体性及上下部变形协调、简支箱梁预制架设的条件、工期和施工组织条件、技术经济性等问题。

7.1 连续梁及T构

连续梁及T构均为线间距为（5.3+5.0+5.3）m的标准四线桥。根据线间距条件，连续梁和T构梁部均按四线整体箱梁设计，截面形式为单箱三室变截面，以加强桥梁的整体性。下部结构采用四线整体桥墩及基础，以解决横向不均匀沉降问题。四线整体桥墩采用门型双柱式空心墩，以解决温度应力问题。

7.2 南引桥

椒江南岸引桥为（5.3+5.0+5.3）m的标准线间距。简支箱梁预制场位于南引桥南侧，运架梁作业自南向北进行，不受椒江主桥工期控制。梁片设计主要考虑技术经济性最优，采用双线梁+双线梁并置的梁片布置形式。

7.3 北引桥

椒江北岸引桥处于线路疏解区，线路条件复杂，四条线路自南向北由线间距（5.3+5.0+5.3）m的标准四线桥逐渐变为两座单线桥外包一座标准双线桥，其中标准双线桥线间距5.0 m保持不变。简支箱梁预制场位于北引桥北侧，受椒江主跨480 m斜拉桥工期控制，运架梁作业只能自北向南进行。根据四线线间距特点，线间距变化的疏解区只能采用单线梁+双线梁+单线梁的梁片布置形式。标准线间距区段为避免架梁机出现“踩单架双”的架梁工况，只能采用与疏解区相同的单线梁+双线梁+单线梁的梁片布置形式或双线梁+双线梁（移动模架法施工）的梁片布置形式。综合考虑线路条件、预制梁运架条件、工期和施工组织等因素，经过技术经济比选，简支箱梁采用单线梁+双线梁+单线梁并置的梁片布置形式。

8 总结

杭绍台铁路椒江特大桥主跨480 m斜拉桥为国内跨度最大的四线高速铁路桥梁，跨越浙江省第三大河流——椒江。大桥建设条件复杂，需满足通行四线高速铁路的交通功能，跨越的椒江航道通航标准高、船舶航行密度大、两岸码头林立、岸线资源紧张，椒江水文条件复杂，为典型的山溪性感潮河流，受潮汐影响大。大桥采用四线铁路共用通道、同步实施的方式建设，采用主跨480 m斜拉桥跨越主航道并覆盖主要航迹线，主通航孔根据船舶习惯航路及码头分布情况偏向于南岸，采用大跨长联连续梁跨越椒江水域，最大限度减小建桥对水流及河势的影响。该桥桥式方案满足了通航、水利等要求，并具有较好的经济性，较好地利用了宝贵的过江通道资源并实现了使用功能，可作为同类大型跨河桥梁工程总体设计的参考。