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海南洋浦大桥主桥结构设计 【摘 要】海南洋浦大桥沿开源大道南段走行，跨越白马井海峡口，经白马井角，至白马井镇。项目全长3300米，主桥采用（58.5+63+58.5+460+58.5+63+58.5）m全混合式结合梁斜拉桥。斜拉桥边跨主梁采用混凝土梁，中跨主梁采用结合梁，桥面总宽31.4m。主塔为类钻石形混凝土塔，造型优美。本文重点介绍斜拉桥的结构设计及技术特点。 【关键词】斜拉桥；全混合式结合梁；整节段安装 【中图分类号】U442 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0045-03 1.工程概况 海南洋浦大桥是迄今为止海南最大跨度的桥梁，连接海南省洋浦经济开发区和儋州市白马井镇，工程起点为洋浦9路与开源大道交叉口,沿开源大道南段走行，跨越白马井海峡口，经白马井角，至白马井镇。工程全长3300m，其中主桥长820米，为双塔双索面混合式结合梁斜拉桥，其孔跨布置为58.5+63+58.5+460+58.5+63+58.5m。主桥设双向六车道和两侧人行道，桥面全宽31.4m。 海南洋浦大桥工程为城市快速路，设计行车速度80km/h，纵坡为双向3.4%，横坡按双向2.0%。汽车荷载为城市-A级荷载，地震荷载按8度设防。该桥于2010年3月开工建设，2014年4月建成通车。 2.主桥结构设计 2.1 桥跨布置 海南洋浦大桥主桥全长820m，为7跨斜拉桥，其中主跨460m，两侧边跨均为58.5+63+58.5m。（主桥桥跨布置见图1） 图3 边跨横断面布置图 （单位：m） 2.3 主梁 本桥两侧边跨主梁采用预应力混凝土边主梁结构，C50海工混凝土，全长189.8m，伸入中跨10m。主梁全宽31.4m，顶面设双向2%横坡，梁高为3m，顶板厚28cm，矩形边主梁宽2.5m。在斜拉索锚固处及其中间均设有一道横梁，其间距为4.5m，横梁厚40cm。在矩形边主梁、顶板、横梁中均配置有预应力束，使边跨主梁在纵、横向均为预应力结构。 本桥中跨主梁采用结合梁，由钢主梁与预应力混凝土桥面板组成。主梁全宽31.4m，顶面设双向2%横坡，梁高为3m。 钢主梁由钢纵梁、钢横梁及钢小纵梁组成；两片钢纵梁相距30.2m，采用工字形截面，上部设置锚拉板；顺桥向每隔4m设一道钢横梁，其采用工字形截面，顶面设2％横坡加上拱度；钢横梁之间连有钢小纵梁，也采用工字形截面。 预应力混凝土桥面板分为预制部分和现浇部分，预制部分采用C50海工混凝土，现浇部分采用C50微膨胀海工混凝土。桥面板厚度为27cm。为了提高预制板与现浇湿接缝之间的整体性，预制板设有锯齿形剪力键。在桥面板中配置有纵向预应力束，使其为预应力结构。桥面板通过布置在钢纵梁、钢横梁及钢小纵梁顶面的Φ22剪力钉与钢主梁在纵、横向均进行结合，形成结合梁。 2.4 主塔 主塔结构为类钻石形，采用C50号海工混凝土，分别由下、中、上塔柱及下、中、上横梁六部分组成，主塔全高149.5m。塔柱在纵向宽度为6.6m~7.6m，在横向宽度为3.3m~6.0m，截面采用矩形空心截面，横向两侧塔壁均做刻槽处理，角点设有半径50cm的圆倒角。 上塔柱部分为斜拉索锚固区，通过采用“井”字形预应力粗钢筋平衡斜拉索水平分力在此区域截面产生的拉应力。主塔上横梁为两道矩形截面横梁及其连接系梁组成的开口板式横梁，横梁高3m。主塔中、下横梁采用矩形空心截面，横梁分别高4m、5m。 2.5 斜拉索 为斜拉索的安装方便、快捷，本桥斜拉索采用高强镀锌平行钢丝成品索，钢丝极限抗拉强度为1770MPa，呈扇形索面布置。全桥斜拉索共设72对，由14种规格组成，最小为PES121φ7，最大为PES313φ7；单根斜拉索最短为70.6m，最长为242.2m；单根斜拉索最轻为2.08吨，最重为20.22吨。斜拉索锚具采用冷铸锚进行锚固，减振设备采用阻尼橡胶减振圈，斜拉索表面采用双螺纹凸线的抗风雨振措施。 2.6 主桥基础 主桥桥址处地层稳定，主要以硬塑～坚硬状粉质粘土及密实状砂类土为主，工程性能较好，适宜采用钻孔摩擦桩基础。主塔基础承台平面尺寸为46.6×24.6m，高6.0m，设置不小于1.5m厚封底混凝土。主塔基础采用37根Φ2.2m钻孔桩，桩顶设置Φ2.5m钢护筒，钢护筒壁厚≥20mm。04号主塔桩长86m，钢护筒长24m；05号主塔桩长110m，钢护筒长27m。 辅助墩、边墩采用预应力混凝土框架墩，墩身采用空心薄壁墩结构，截面外轮廓尺寸为6×4m，壁厚1.0m。盖梁采用预应力混凝土结构，横桥向宽32.4m，顺桥向宽4.0m，悬臂长5.9m，跨中梁高4.5m，悬臂末端梁高2.0m。辅助墩、边墩基础承台平面尺寸为23.4×9.4m，高4.0m，06号、07号墩设置不小于1m厚封底混凝土。辅助墩、边墩基础采用8根Φ2.0m钻孔桩，桩长为60m ～88m，06号、07号墩位于水中、桩顶设置Φ2.3m钢护筒，钢护筒壁厚≥18mm。 3.主桥技术特点 3.1 国内最大跨径全混合式结合梁斜拉桥。 主桥碰到的实际建桥条件如下：桥位处属于平原地区，其主跨需跨越白马井海峡口，其中一个边跨要跨越浅水区，另一边跨在陆地上。根据当地海事部门组织的通航论证要求，不应在海中间设桥墩，主跨需一跨直接跨越。故本桥主跨至少需460m，方能跨越海峡口。 根据以上建桥条件，对各种桥型结构经过技术经济比较最终选定斜拉桥方案。之后又对主梁选型进行了全面分析研究，本桥有大量集装箱重载车辆，不宜采用钢桥面上做沥青铺装层，出于施工快捷的考虑，主跨选择结合梁，从降低主桥造价的角度，边跨选择混凝土梁。主桥结构体系选择半漂浮体系，可满足结构受力的要求。这样把主桥设计为全混合式结合梁斜拉桥，因其主跨达460 m，故本桥成为国内已建成的最大跨径全混合式结合梁斜拉桥。在此实际建桥条件下选择这种形式桥梁是因地制宜进行桥梁设计的成功典范。 3.2 桥面吊机整节段安装结合梁斜拉桥中跨钢梁的新工法。 主跨结合梁的施工考虑的是桥面固定吊机来施工，但此工法通常都是对钢梁进行散拼，这样工期相对较长。因当地政府有要求要快速建成该桥，故散拼难以满足业主对工期的要求，为此我们研究实施了整节段安装结合梁斜拉桥中跨钢梁的新工法。 利用桥面吊机整节段安装钢梁对主桥施工阶段的受力提出了较高要求，需对各种复杂最不利工况进行计算分析，我们根据分析结果对整个架设过程进行了最优的选择，并对钢梁进行了加强设计，很好地解决了桥面吊机整节段安装钢梁的各种技术问题。最终实现了5个月完成主跨440m结合梁的施工，满足了业主要求。这样桥面吊机上桥作业时间短，租赁费用低，降低了工程造价，其实际应用效果非常好。 4.结语 海南洋浦大桥无论是主跨跨度，主桥长度，以及工程造价都为海南桥梁之最。该桥面临了较困难的建桥条件，这样也促使了我们在解决实际问题的同时取得了多项研究的成果，推动了桥梁科技的进步，为以后类似桥梁的建造积累了经验。本桥整体造型优美，实现了桥梁建筑风格和当地人文环境的和谐统一，是洋浦乃至海南的标志性建筑。自2014年4月建成通车以来，一直运营良好，广受各方好评，取得了很好的社会效益和经济效益。 参考文献 [1]高宗余.青洲闽江大桥结合梁斜拉桥设计[J].桥梁建设，2001年第4期. [2]陈炜,张德平.武汉二七长江大桥结构体系方案研究[J].桥梁建设,2011年第1期. 本文来源：https://www.dywdw.cn/3e2e9ce6332b3169a45177232f60ddccdb38e6e3.html
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2022-09-19
