新安庄京杭运河人行桥方案设计研究

罗琳

摘 要：以邳州市撤渡建桥工程-新安庄京杭运河人行桥为工程背景，提供了三种桥梁设计方案：钢桁梁桥、钢桁拱桥、钢管混凝土系杆拱桥。综合考虑论证桥梁的构造设计、景观特色、施工可行性和经济性等因素，选取钢桁梁作为推荐方案。

关键词：方案设计 钢桁梁桥 钢桁拱桥 钢管混凝土系杆拱

中图分类号：U442.54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（b）-0000-00

0引言

本文依托项目为江苏邳州市撤渡建桥人行桥工程，京杭运河水面宽而航运繁忙，渡运隐患大，撤渡建桥日益迫切。拟建人行桥位于邳州宿羊山镇京杭运河新安庄渡口位置（解台闸下至刘山船闸上河段）。现桥位区水面宽约110m，河道顺直，为Ⅱ级航道，通航净空90×7m，最高通航水位27.74m，常水位为24.0m。京杭运河为一级堤防，堤顶高程为30.6～31.3m。为节省造价，避免下部水中基础施工，桥梁主跨考虑一跨过河，主墩布设在驳岸外侧滩涂上。在综合考虑通航、泄洪、施工难度、工程造价、施工进度等方面要求后，提出三个方案进行比选。

1设计方案

1.1方案一（钢桁梁）

全桥桥跨布置为：30m后张法预应力砼空心板+114.0m（计算跨径）钢桁架+30m后张法预应力砼空心板，桥梁全长182.48m。下部桥墩采用柱式墩，桥台采用柱式台、肋板式台，钻孔灌注桩基础。

主桥全宽6.36m，引桥全宽5.0m。主桥上部为114m（计算跨径）的钢桁架，两片主桁中心距采用采用6.0m，宽跨比为1/19。主桁上、下弦杆均采用箱形截面，截面宽度360mm，高度均为500mm，板厚14～24mm，工厂焊接，在工地通过高强螺栓在节点内拼接。除端斜杆采用箱形截面以增加面内外刚度外，其余腹杆均采用焊接H形截面，截面宽度280mm，高度均为360mm，最大板厚16mm。

桥面采用正交异性钢桥面板，桥面板厚8mm，人行道板设两道纵梁，纵梁顶板与主桁托架上翼缘焊接，腹板及底板与主桁横梁底板栓接。每5.7m节点处，设置一个大横梁，翼缘板厚12mm，腹板厚12mm；横梁间每隔1.14m设置一道300x12mm小横梁。大横梁翼缘与主桁焊接，腹板与主桁采用栓接。上平面纵向联结系与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风荷载、竖向荷载及弦杆变形等产生的内力，平联采用焊接“H”形截面。主桥下构为柱式墩，钻孔灌注桩基础。桥梁施工方案：主桥上部结构采用浮船吊装施工方案。该方案桥型结构轻盈，外形美观，桥梁建筑高度较小，具有自重轻、跨越能力强、施工速度快的特点。缺点是施工工艺较复杂，主桥整体刚度小，后期的维护工作量大，需要长期养护，全寿命期内的总成本费用较高。

1.2 方案二（钢桁拱）

全桥桥跨布置为：30m后张法预应力砼空心板+114m（计算跨径）钢桁拱+30m后张法预应力砼空心板，桥梁全长182.48m。下部桥墩采用柱式墩，桥台采用柱式台和肋板式台，钻孔灌注桩基础。

主桥全宽6.5m，引桥全宽5.0m。主桥上部为114m（计算跨径）的钢桁拱，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/6。主桥拱肋主心距采用6m，宽跨比为1/19，桥面宽度5.0m。主拱采用箱形截面，截面宽度450mm，高度均为1000mm，板厚14mm；弦杆采用箱形截面，截面宽度450mm，高度均为500mm，板厚14mm；腹杆均采用焊接H形截面，截面宽度300mm，高度均为500mm，最大板厚12mm。上平面纵向联结系与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风荷载、竖向荷载及弦杆变形等产生的内力，平联采用焊接“H”形截面。主桥下构为柱式墩，钻孔灌注桩基础。桥梁施工方案：主桥上部结构采用浮船吊装施工方案。该方案桥型结构轻盈，外形美观，桥梁建筑高度较小。缺点是施工工艺较复杂，主桥整体刚度小，后期的维护工作量大，需要长期养护，全寿命期内的总成本费用较高。

1.3方案三（鋼管混凝土系杆拱）

全桥桥跨布置为：30m空心板+114m（计算跨径）系杆拱+30m空心板，桥梁全长183.78m。下部桥墩采用柱式墩，桥台采用柱式台、肋板式台，钻孔灌注桩基础。主桥全宽6.85m，引桥全宽5.0m。主桥采用计算跨径为114.0m的下承式双肋钢管砼系杆拱桥，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/6。主桥系杆拱拱肋为双肋，拱肋为哑铃型钢管砼。主桥下构为柱式墩，钻孔灌注桩基础。桥梁施工方案：主桥采用少支架浇筑施工，施工技术成熟，难度低。该方案桥型结构较轻盈，外形美观，主桥采用劲性骨架施工，施工工艺成熟，对航道影响较小。缺点是桥梁建筑高度较大，主桥后期对吊杆需定期养护，全寿命期内的总成本费用略高。

2方案比较

3施工工艺

钢桁架人行桥总体重量较轻，推荐采用工厂预制、岸上拼接然后用浮船吊装就位的施工方法。下部结构及引桥上部施工同时，把工厂预制的钢结构在岸上拼装钢桁梁主桁、上平联、横梁、桥门。拼接结束后钢桁梁采用两艘吊船吊离岸上。两艘吊船在运河上经过旋转和移动，使钢桁梁与桥位保持平行，然后就位在桥墩上。吊装施工应连续进行，应选择在风力不大于5级、水位稳定、波浪较小的时间进行施工。吊装到位后，从两端向中间安装钢桥面板。最后进行桥面工程施工。

4结语

桥型方案的比选是桥梁总体设计的关键，综合考虑各种因素，上述3种桥型设计方案中，钢管混凝土系杆拱桥虽然结构美观，施工方案采用劲性骨架施工，对通航影响较小。但是结构建筑高度高，运营期间需对主桥吊杆定期养护，桥型不经济。钢桁梁和钢桁拱主桥上部采用浮船吊装施工，施工工艺成熟，难度低。建筑高度小，视觉美观。施工工期短。缺点都是后期需定期对钢结构进行养护。在同样的情况下，最终选择造价经济的桥型结构—钢桁梁。

参考文献

[1] 徐君兰. 孙淑红.钢桥[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 曹明旭. 一座公路下承式钢桁梁桥的结构设计[J].世界桥梁，2008（1）：11-13.

[3] 陈宝春. 钢管混凝土拱桥的设计与施工[M].北京：人民交通出版社，2000.