某跨江桥梁设计分析

刘玮

摘 要：跨江桥梁能够将长江两岸相互连接，促使两岸在经济、交通以及发展等多方面实现相互贯通。基于此，本文以南京某过江通道为例，在介绍跨江桥梁的工程概况后，分析该工程的设计方案。

关键词：过江通道;跨江桥梁;具体设计

0 引言

近几年，我国一直在提倡城市化发展与新农村建设，但若想切实达成这一目标，需要现代城市集合力量，通过合作发展落实城市化建设发展。在集合现代城市的整体力量时，需要通过过江道路将城市相互连接，这样城市之间才能展开进一步交流，但在设计跨江桥梁时，由于整个桥梁需要横跨数千米的距离，所以需要相关单位将注意力集中在跨江桥梁设计上，只有在跨江桥梁设计符合实况后，才能保证城市间的紧密合作。

1 过江通道工程概况

南京某过江通道起点为宁镇公路互通，终点为江北新区滁河大桥，整体长度约为13.5 km。江南段采用高架主线+地面辅路形式，通过一条短隧道穿越乌龙山，通过一座大桥跨越长江后，在长江北侧位置采用高架桥形式沿 S501 向北，跨越滁河后接地。跨江段纵坡为 2.5%，两岸接线局部最大纵坡为 3.5%。坡长、竖曲线满足主线 80 km/h的设计要求。

2 跨江桥梁的具体设计

2.1 主桥设计方案

（1）设计原则。按照适用、先进、经济、安全、耐用、美观、实用的综合原则与桥址的水文、地形、地貌、文化景观相结合，打造一座集交通与观光于一体的城市桥梁，使之成为南京的又一标志性文化景观，为古城南京增添光彩。同时，跨江桥梁跨度大，宜采用设计与施工都相对成熟的结构方案，充分考虑结构的耐久性设计，做到可达性、可检性、可修性、可换性、可强性、可控性、可持续性，并考虑一定的创新性，推进桥梁技术的进步。

（2）主墩布置。跨江桥梁的主跨度为1 760 m，南塔墩位于河岸上，北塔墩安设在堤案和崩窝中间，避免主墩对崩窝造成影响。在对两个主塔基础进行施工时，可以按照陆上基础施工进行，这样施工方便，措施成本低。加劲梁主跨悬吊，边跨位于岸上，不需要悬吊加劲梁，采用引桥即可，节约造价。该方案也可减少对码头作业的影响，对崩窝、化工管廊、铁路专线基本无影响。虽然会增加一些工程造价，但可以将影响降到最低。锚碇布置在线路外侧，总体布置线形协调。

2.2 桥型结构设计

跨江桥梁为主跨度1 760 m悬索桥，边跨为580 m，北岸接曲线段，主缆的跨度布置（580+1760+580）m，单主跨吊悬。由于该工程的跨度较大，塔高，6车道桥面相对较窄，综合安全性、稳定性、刚度、协调性以及经济性等因素，推荐设置主缆2根，主缆矢跨比为1/9，混凝土门式主塔，扁平流线型封闭钢箱梁，重力式锚碇。虽然悬吊斜拉组合体系桥型是特大跨度桥梁的研究与发展方向之一，且是一种结构新颖、跨越能力很强的结构体系，但因悬吊斜拉组合体系桥型边跨设置斜拉索，不能适应桥梁曲线段布置，所以该桥梁采用悬索桥桥型。

2.3 支撑体系

加劲梁为单跨两铰简支体系，在两主塔下横梁处设计竖向、横向抗风支座，纵向阻尼及纵向限位装置，跨中处设置柔性中央扣锁，避免加劲梁受到偶然荷载作用产生位移。

2.4 主塔設计

悬索桥是空间形象最优美的桥型之一，桥塔是其中最具标志性的构件，塔型设计因此成为悬索桥景观的主要内容。需要结合地理环境、历史人文、空间协调、新颖安全等诸多方面考虑。该项目主塔采用门型框架混凝土结构，上横梁采用刚外包N字造型，简洁大方，地标性明显。

2.5 主梁设计

在设计加劲梁时，由于该工程属于跨度较大的跨江桥梁，加劲梁重量对主缆、锚碇、主塔等受力影响很大，所以不适合采用钢混组合梁或钢筋混凝土梁，采用钢箱梁方案是较为合适的。通过对分体钢箱梁和整体钢箱梁结构构造、抗风性能、施工难度、用钢量、对引桥的影响等进行综合分析，采用分体钢箱梁虽然对主梁颤振稳定有利，但制造工艺略复杂，用钢量会略有增加，主缆、主塔、锚碇等工程量需相应增加。而整体钢箱梁传力直接，经合理设计同样可以满足颤振性能要求，避免涡振问题，同时可降低工程造价。

2.6 主缆系统设计

跨江大桥横向布置两根主缆，中间距27.5 m，每根主缆由217根索股组成，每股索股由91丝直径5.6 mm的镀锌铝合金高强钢丝组成，钢丝标准抗拉强度为2 100 MPa。吊索采用标准抗拉强度为1 770 MPa高强钢丝组成的预制平行钢丝束，单根普通吊索由121丝直径5 mm的镀锌高强钢丝构成，单根跨中扣索由163丝直径5 mm的镀锌高强钢丝构成，吊索纵向标准间距18.3 m。索夹采用上下对合型销接式结构，分为有吊索索夹和无吊索索夹，螺杆竖向布置。主索鞍采用铸焊结合式单纵肋传力结构，散索鞍采用底座式结构，增加结构的耐久性和可靠性。主缆锚固采用钢结构锚固系统，主缆理论散索点到前锚面的距离为24 m，前锚面到后锚梁中心线的距离为20 m。

2.7 锚碇设计

南岸锚碇基础根据地质情况，岩面覆盖层较浅，适宜采用地下连续墙支护的扩大基础方案，南锚碇基础由地连墙、帽梁、内衬、底板、顶板及填芯混凝土组成。北锚碇位于长江漫滩及北岸平原区，属长江冲积平原地貌单元，适合采用沉井基础方案。

综上所述，跨江大桥与普通的桥梁工程不同，在设计环节应尽可能全面的分析相关因素，完善的进行相关设计，并进行适度超前的新材料新技术的应用，让一座拔地而起的跨江大桥除经济效益、社会效益外，在科技进步等方面也能发挥更多的建设贡献。

参考文献：

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