龙树箐特大桥方案设计

李航 唐云浩

摘要：本文结合武倘寻高速公路龙树箐特大桥桥型方案的选择，通过从桥梁结构、施工难易程度、经济性等几个方面进行综合比较，对山区大跨度桥梁桥型的选择提供参考。

Abstract： This article combines the selection of the bridge type of the Longshuqing Bridge on the Wutangxun Expressway， and carries out comprehensive comparison from several aspects of bridge structure， construction difficulty and economy， to provide reference for the selection of bridge types of long-span bridges in mountainous areas.

关键词：山区高速公路;大跨度桥梁;方案研究;桥梁选型

Key words： mountain expressway;long-span bridge;scheme research;bridge type selection

中图分类号：U442.5                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）29-0155-02

1  工程概况

武倘寻高速公路是云南省滇中城市经济圈高速公路环线的重要组成部分，也是京昆高速和银昆高速的横向连接线，路线全长约105km，主线路基宽度33.5m，双向六车道，设计时速为100km/h。

龙树箐特大桥位于武倘寻高速公路K32+515处，为跨河谷所设，是此段路线的控制性工程之一。该桥位于分离式路基段，左右幅相距约35m。桥位处地势起伏较大，呈U形。桥址区海拔高程介于1697～1912m之间，相对高差215m，属侵蚀构造中切割中山陡坡地貌，“U”型河谷，两岸自然坡度30～40°，局部见陡崖地形，两侧地形起伏较大，现多为旱地和林地。桥址区地表为第四系全新统覆盖层，为第四系残坡积（Qel+dl）层，厚度分布较均匀，基岩为二迭系上—下统（P1-2）玄武岩，埋深较小，地表多见出露。

2  桥型方案选择原则

桥梁总体布置和桥型方案的拟定，主要遵循以下原则：

①桥梁方案应满足“安全、经济、适用、美观”的原则;

②为保证行车舒适性和安全性，优先选择结构连续形式，提高行车舒适度;

③山区桥梁应结合两岸陡坡的地形特点，选取适宜的桥型方案和跨径布置，尽量避免高墩，减小下部结构工程数量;

④桥梁高度较高，局部运输条件和吊装条件严重受限，桥型应尽量选取无大型构件运输和吊装需求的方案，尽可能选取成熟的施工方法，降低上部结构的施工难度;

⑤设计方案应体现经济上的合理性，合理控制工程规模及经济技术指标;且因该桥地处偏远山区，为便宜运营期间的养护维修，宜尽量选用混凝土结构形式，减小养护难度，降低养护费用。

经综合考虑，考虑到本桥所跨峡谷宽度约为600m，两岸岸坡陡峭，桥面距谷底高约140m。且由于峡谷宽度较宽，两岸边坡较为陡峭，下部结构施工难度较大，从墩高与跨径协调的角度以及经济性指标的角度出发，再考虑两岸引桥布置，可供选择的桥型主要有连续刚构、矮塔斜拉两种桥型。

3  桥型方案研究

3.1 方案一：主跨160m连续刚构桥

方案一主桥选用90+160+90m的连续刚构桥;左右幅跨径组合均为2×（3×40）mT梁+（90+160+90）m连续刚构桥+（4×40）mT梁，总桥长为752m。主桥上部结构采用变截面现浇箱梁，下部结构采用双肢薄壁墩配群桩基础，过渡墩采用变截面空心薄壁墩配群桩基础。

方案一采用主跨160m的连续刚构桥，跨越能力好，跨径布置合理，且最大墩高为110m，墩高较合理。主桥墩梁固结、主梁连续、桥面平顺，行车舒适性好;该桥型设计、施工技术成熟，主梁可采用挂篮悬臂浇筑法进行施工，主墩可采用滑模或爬模施工，施工工艺较成熟。该方案桥型简洁，易于实现，工期较短，约24个月;材料用量省，全桥工程造价约1.75亿元，造价相对较低，且后期养护费用少。主跨160m在经济跨径之内，易于实现。

3.2 方案二：主跨180m的连续刚构桥

方案二主桥选用主跨180m的连续刚构桥，其中，左幅跨径组合为2×（3×30）mT梁+（100+180+180+100）m连续刚构桥，总桥长为750m，右幅跨径组合为2×（4×30）mT梁+（100+180+100）m连续刚构桥+（4×30）mT梁，总桥长为750m。主桥上部采用变截面现浇箱梁，主桥下部结构采用双肢薄壁墩配群桩基础，过渡墩根据墩高分别采用等截面及变截面空心薄壁墩配群桩基础。（图2）

该方案左幅为100+180+180+100m连续刚构桥，右幅为100+180+100m连续刚构桥，主桥均采用墩梁固结的形式，主梁连续、桥面平顺，行车舒适性好;该桥型设计、施工技术成熟，主梁可采用悬臂浇筑法进行施工，主墩可采用滑模或爬模施工，施工工艺较成熟。该方案桥型简洁，易于实现，后期养护费用少。但该方案主跨跨径较方案一大，工程规模较大，且最大墩高达117m，较方案一高，工期较方案一长，约需26个月，造价较方案一高，约1.98亿元。本方案采用的主桥主跨180m在经济跨径之内，左幅采用双主跨布置方式有效降低了過渡墩及引桥墩高，但该方案规模较方案一大，工期较方案一长，造价较方案一高。

3.3 方案三：主跨240m矮塔斜拉桥

方案三主桥选用136+240+136m的矮塔斜拉桥，左右幅跨径组合均为（5×30）mT梁+（136+240+136）m矮塔斜拉桥+（2×30）mT梁，总桥长732m。主桥采用塔、梁、墩固结形式，主桥箱梁采用变截面箱梁，桥塔采用V型塔，下部结构采用薄壁空心墩和群桩基础。主桥采用双索面斜拉索，全桥共采用4×12对斜拉索。

该方案为矮塔斜拉桥，兼具使用功能及景观功能，主跨240m的矮塔斜拉桥兼有连续刚构桥与斜拉桥结构及造型优点，施工方法及结构特点近似连续刚构桥，总体外观造型简洁、流畅、美观、大方，该方案所采用桥型设计、施工经验较为成熟，主梁可采用悬臂浇筑法进行施工，主墩可采用滑模或爬模施工，施工工艺较成熟，但索塔、斜拉索施工有一定难度，且该方案工期最长，约需30个月，造价最高，约3.11亿元，特别是在后期养护方面，斜拉索需要定期做防腐处理，运营期存在换索的问题，需要特别重视斜拉索的养护，该方案工期最长，造价最高。

综合工程规模、工程造价、施工难易程度等几方面因素考虑，建议以方案一作为本桥的设计方案。

4  结构初步设计

4.1 上部结构

龙树箐特大桥主桥采用（90+160+90）m连续刚构桥，主桥上部采用变截面单箱单室直腹板现浇箱梁，根部梁高10m，跨中梁高3.5m，悬臂长度4m，跨中底板厚0.32m，根部底板厚1.4m。设计时考虑到施工便利及挂篮承重，将全桥悬臂段划分为20个节段，其中1～14号节段腹板厚度为0.7m，15号节段为腹板变化段，16～20号节段腹板厚度为0.5m。主梁梁高、底板厚度均按1.8次抛物线变化，梁高曲线方程为：H=6.5×（X/73）1.8+3.5m;底板厚度曲线方程为：D=0.88×（X/73）1.8+0.32m。

4.2 预应力体系

主桥箱梁纵向预应力筋采用公称直径15.2mm的高强度低松弛钢绞线，标准强度为1860MPa，张拉控制应力1395MPa，顶板束及腹板下弯束采用φS15-18型钢绞线，边跨底板合拢束、边跨顶板合拢束及中跨顶板合拢束采用φS15-23型钢绞线，中跨底板合拢束采用φS15-27型钢绞线，设计中考虑到施工过程中如果发生管道堵塞无法穿束，特意预留备用管道以便穿束。

4.3 下部结构

主墩采用钢筋混凝土双肢薄壁墩，单肢平面尺寸为8.5×3m，双肢壁面外到外距离12m;主墩主墩承台厚度为5m，平面尺寸为15.2×11.2m，下设12根直径2m钻孔灌注桩基础，桩基按端承桩设计。过渡墩采用变截面空心薄壁墩，墩身顺桥向顶宽为2.6m，按照80：1的坡度向下变宽，横桥向宽度为7.7m，承台高3.5m，长13.2m，宽8.2m，每个承台下设6根直径2.0m的钻孔灌注桩基础。

5  结语

云南山区大跨桥梁桥型方案的选择，应根据地形地貌做到因地制宜，施工便利，尽量做到能满足快速施工的要求以达到缩短工期，这样不仅能降低造价，也能尽快实现通车。特别是在云南山区，工程建设受地形条件限制较大，连续刚构桥设计理论明确，施工工艺成熟、安全，施工场地占用不大，运营期行车舒适、养护费用少，在云南山区100～200m跨径范围以内，连续刚构桥是一种比较经济合理的桥型。

参考文献：

[1]姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2]刘效尧，徐岳.梁桥[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3]彭元诚，汪金育，廖朝华，陈毅明.山区大跨度连续剛构桥[M].北京：人民交通出版社，2015.