混凝土斜塔斜拉桥的设计

2021-03-08安徽省城建设计研究总院股份有限公司安徽合肥230051

安徽建筑 2021年2期

李鑫（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230051）

1 工程概况

六安市城南公园管道桥是一座跨越淠河总干渠的景观桥梁，该管道桥兼顾行人和两根直径1.2m的自来水管道通行，桥梁跨径布置为：39m+88m，全长127m。桥面宽11.4m。主梁采用混凝土单箱三室截面。混凝土塔柱采用双肢矩形实心截面。混凝土塔柱与主梁成60°夹角布置。桥梁造型新颖，寓意深远；与城南公园整体景观协调性较好，建成后将成为城南公园区域重要节点性景观建筑。桥梁总体布置如图1所示。

图1 六安市城南公园管道桥桥型总体布置图

2 总体设计

2.1 主要技术标准

①桥面宽度：总宽11.4m；横向布置为2.5m人行道 (含人行道栏杆)＋1.7m索塔拉索区＋3.0m管道敷设区(含人行道栏杆)＋1.7m索塔拉索区＋2.5m人行道(含人行道栏杆)。

②设计荷载：人群3.5kN/m；管道荷载参照给水排水标准图集取值；结构体系升温按25℃；体系降温-25℃考虑。

③通航标准：规划Ⅵ级限制性航道（桥下通航净空按Ⅵ级航道（1）进行控制）；淠河总干渠通航净空对应于正交断面不小于30m×4.5m（宽×高）；通行净空不小于4.5m。

④地震烈度：工程所在场地抗震烈度为7度，地震动峰值加速度为0.10g，本桥按7度进行抗震设防。

⑤设计水位：最高通航水位51.24m，百年一遇水位为51.92m。

2.2 主梁

主跨和边跨主梁均采用单箱三室的闭口箱结构，主梁高度为1.803m(含3mm铺装)，全宽11.4m。桥面设置双向1.5%横坡，横坡采用顶底板平行倾斜设置；箱梁约8m设置一道横隔梁，横隔梁厚度为30cm；箱梁顶底板厚为25cm；中间两个腹板厚45cm，边上两腹板厚30cm；两侧边支点各设置一道端横梁，3#墩顶横梁兼顾压重作用，横梁为4m，1#墩顶横梁为2m。主塔与主梁相交段范围内，主梁采用实心截面。主梁结构布置见图2所示。

图2 六安市城南公园管道桥横断面布置图

桥梁为塔梁固结斜塔斜拉桥，是两跨连续刚构体系，塔梁墩基础固结。上部结构由塔、梁和拉索组成。塔身和主梁均为预应力混凝土构件。其中主梁按预应力混凝土A类构件设计。

2.3 主塔

塔身立面后倾30°，纵桥向塔身宽3.5m，与主梁相交处渐变为11m，横桥向塔身上下厚度均为1.7m，塔结构高50m；两个塔身通过8道横梁连接为整体，横梁尺寸为1.5m×3.0m（高×宽）。塔柱和横梁均为实心截面。

2.4 下部结构

因造型和结构需要，本桥主梁、主塔与主墩连结成一体，局部圆弧过渡。主墩承台厚3.5m，下接9根Φ1.5m钻孔灌注桩，桩基长度为20m。1#、3#边墩采用桩柱式墩柱，即1.0m墩柱接1.2m桩基，1#墩桩基长度为15m，3#墩桩基长度为18m，钻孔灌注桩基均为嵌岩桩；梁两端设置人行踏步供行人通行。

2.5 拉索

主跨拉索与水平面夹角为25°，在梁上的索距为8m，拉索共12对，边跨4对，主跨8对。采用91φ7、121φ7两种高强度低松弛镀锌高强钢丝成品束，抗拉标准强度1770MPa，锚具为冷铸墩头锚。拉索吊点位置设在主梁底部，通过锚固钢板将索力传递给主梁。拉索张拉端设在塔身后侧。拉索施工完毕后，锚头用不锈钢(或者铝材)盖板封闭，保持全桥外观的整洁。