江西省芦溪县东洲桥设计

刘 进

（湖南大学设计研究院有限公司，湖南 长沙 410082）

0 引言

江西省芦溪县东洲桥跨越袁河，连接新老城区，是新老城区互通的重要通道。旧桥为4×20 m 简支T 梁结构，桥面宽11.5 m，桥梁总长80 m（见图1）。因旧桥修建年代较久、桥面狭窄、设计荷载较低等因素，不能适应芦溪县的发展，故在原桥位置拆除重建一座桥梁。

图1 东洲桥旧桥照片

桥梁位于芦溪县外环线上，是进出县城的主要通道（见图2）。目前，袁河两岸已建成滨江公园，对景观有一定要求。项目位于县城，造价太高、施工难度大的桥梁非方案首选，因此对设计提出新的要求。

图2 东洲大桥桥位示意图

1 设计标准

本项目主要设计标准[1-3]如下：

（1）道路等级：城市主干道。

（2）设计车速：40 km/h。

（3）设计荷载：城-A 级。

（4）航道等级：无通航要求。

（5）设计洪水频率：1/50。

（6）设计基准期：100 a。

（7）设计安全等级：一级。

2 设计要点[4]

2.1 总体设计

本次设计遵循尽量少占河道断面的原则，推荐采用两跨过河，仅在河中设置一个桥墩。桥台退后设置于河岸上，保证岸边亲水步道畅通，根据平面实际情况确定跨径为2×51 m（见图3、图4）。

图3 东洲大桥桥位平面图

图4 东洲大桥立面图（单位：cm）

本项目路基横断面宽27.0 m。其中，机动车道4×3.5 m，左右侧非机动车道均为2.5 m，人行道2.5 m，人行道与非机动车道间设置1.5 m 宽拱肋区。主桥桥面宽度为：2.5 m（人行道）+1.5 m（拱肋区）+2.5 m（非机动车道）+14 m（机动车道）+2.5 m（非机动车道）+1.5 m（拱肋区）+2.5 m（人行道）=27.0 m。

2.2 上部结构

2.2.1 桥梁主体设计

桥梁上部结构采用现浇预应力混凝土V 型刚构桥，跨径布置为2×51 m，截面采用变高设计，边支点处梁高2.0 m，中支点变高至4.0 m，梁底通过多次抛物线渐变，造型优美。顶板通长采用26 cm 厚，仅在腹板根部和横梁根部加厚；底板跨中为25 cm厚，中支点部位加厚至60 cm，边支点部位加厚至40 cm；腹板跨中部位为40 cm 厚，到支点处加厚至70 cm 厚。详见图5、图6。

图5 标准断面布置图（单位：cm）

图6 中支点断面布置图（单位：cm）

2.2.2 装饰拱设计

本项目桥跨选择2×51 m，综合多方面因素，采用V 型刚构桥较合适。采用梁式桥能很好地降低施工难度、节约工程成本，但是为了满足景观的需要，可适当增加非结构性装饰，增强结构的现代感和美观性（见图7 至图10）。

图7 装饰拱吊杆立面图（单位：mm）

图10 桥型方案效果图

拱肋设置加劲板，主梁梁顶设置锚固板，拱肋与主梁之间通过预埋在主梁内部的锚栓（每个拱脚设置18 个）连接，锚栓垫板与底板相焊牢，螺栓均配双螺帽，螺栓必须准确、牢固。

图8 装饰拱拱肋立面图（单位：mm）

图9 拱肋与主梁连接详图（单位：mm）

2.2.3 预应力设计本桥纵向采用预应力体系，预应力均采用体内钢束。纵向按照A 类部分预应力进行设计。

2.3 下部结构

本桥主墩采用分幅式预应力混凝土Y 形桥墩，墩柱下端为3 m×8.5 m （顺桥向×横桥向） 矩形断面，上端为双肢1.2 m×8.5 m（顺桥向×横桥向）矩形断面，主墩设高度为3 m 的矩形承台，平面尺寸为7 m×10.5 m（顺桥向×横桥向）。

Y 形桥墩上端每肢上下缘各布置8 道15.2-12型号的钢束，桥墩预应力采用单端张拉，下端P 锚位于承台内，张拉端位于箱梁内（见图11）。

图11 墩台位置断面图（单位：cm）

桥台采用轻型桥台，左右幅桥台在道路中心处设置2.0 cm 结构分缝。单幅承台厚度2.0 m，承台平面尺寸为5.2 m×13.5 m（顺桥向×横桥向）。

2.4 结构分析

预应力混凝土连续梁纵向按A 类构件计算[5]。设计环境类别为Ⅱ类，相对湿度取80%。预应力管道采用预埋塑料波纹管，管道摩擦系数μ=0.17，管道偏差系数k=0 . 001 5 ( 1/m )。 钢束回缩和锚具变形为6 mm，钢束张拉龄期按10 d 计算。

经计算分析，桥梁荷载满足承载能力极限状态和正常使用极限状态要求（见图12）。

图12 Mida s 整体分析模型

2.5 亮化设计

除桥面进行常规路灯照明外，桥墩和装饰拱肋也进行桥梁亮化设计，以增加桥梁夜间美观性（见图13）。

图13 桥梁亮化元件布置图

3 结语

本项目创新点如下：

（1）通过加大跨径减少水中桥墩数量，利于行洪。

（2）设置V 型桥墩，减小桥墩处弯矩，降低截面高度。

（3）“实”与“虚”相结合。“实”指的是梁桥主梁，“虚”指的是装饰拱。“实”负责受力，“虚”负责美观。

（4）V 型桥墩通过施加预应力增强安全储备。

（5）桥梁亮化，增添夜间效果。

本项目已于2020 年10 月建成通车，桥梁良好的形态成为芦溪县一道美丽的风景（见图14）。

图14 芦溪县东洲大桥实景照片