武漢徑河大橋設(shè)計

宋先進，魏順波

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司武漢公司，湖北 武漢 430000）

1 工程概況

徑河大橋為武漢市東西湖區(qū)金銀湖環(huán)湖路的一座斜拉橋，跨越徑河，跨徑為40 m+110 m+30 m+40 m，全長230 m。橋塔設(shè)置在P2墩處，形狀為月牙形，豎向傾斜，主梁及橋塔均采用鋼結(jié)構(gòu)。主跨側(cè)設(shè)9根豎琴式斜拉索，小跨側(cè)背索為一對垂直吊索。塔梁固結(jié)，墩梁設(shè)支座。

該橋位于東西湖區(qū)金銀湖環(huán)湖路，景觀功能突出，為東西湖區(qū)標志性景觀橋梁。圖1為橋型布置。

2 設(shè)計標準

道路等級為公路二級兼城市次干路；設(shè)計車速50 km/h；設(shè)計荷載為公路—I級兼城—A級，人群荷載 3.5 kPa；橋?qū)挘? m（人行道）+2.5 m（非機動車道）+12.0 m（車行道）+3.5 m拉索區(qū)+12.0 m（車行道）+2.5 m（非機動車道）+3 m（人行道）=38.5 m。

3 方案研究

3.1 景觀研究

該橋橋型為非常規(guī)斜拉橋，橋塔呈月牙形，主跨側(cè)為豎琴式斜拉索，單索面，小跨側(cè)為一對垂直吊索。橋梁造型輕盈生動，優(yōu)美的流線形橋塔猶如一架精致優(yōu)雅的豎琴，均勻布置的金屬拉索在陽光的照耀下晶瑩、閃耀，猶如一絲絲流動的琴弦，正在演奏金銀湖畔最動人的旋律。圖2為徑河大橋效果圖。

3.2 結(jié)構(gòu)研究

由于橋塔形狀為月牙形，根據(jù)受力情況并考慮施工方便，橋塔采用鋼結(jié)構(gòu)。初步設(shè)計時，對主梁進行了鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)兩種方案的比較。計算表明，若主梁采用混凝土結(jié)構(gòu)，將極大增加主梁及橋塔彎矩，導致主梁及橋塔結(jié)構(gòu)尺寸過大，嚴重影響橋梁景觀，不可取，因此主梁最終采用鋼箱梁。

3.3 施工方案研究

橋梁所跨徑河常水位下水深較淺，通常小于2 m，便于筑島圍堰，因此鋼箱梁施工考慮在臨時墩上分段吊裝，鋼橋塔施工考慮在支架上分段吊裝。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 主梁

主梁采用鋼箱梁，鋼材材質(zhì)Q345qD，橫斷面為兩側(cè)帶展翅的單箱三室截面。橋中線處梁高3 m，頂面設(shè)雙向2%橫坡。主體箱室總寬16.6 m，單側(cè)展翅寬10.98 m，展翅外側(cè)設(shè)風嘴，橋面總寬度38.56m，斷面全寬39.1 m。

鋼箱梁頂、底板均為縱肋和橫隔板垂直布置的正交異性板結(jié)構(gòu)；頂板車行道范圍厚16 mm，局部加厚至20 mm、24 mm；頂板下設(shè)“U”型和板式縱肋，“U”型肋間距600 mm，高280 mm，上部開口寬300 mm，底部寬200 mm，厚度8 mm，板肋間距300 mm，高210 mm，厚18 mm；人行道范圍頂板厚12 mm，下設(shè)板式縱肋，縱肋間距315 mm，高145 mm，厚度12 mm；底板厚12 mm，局部加厚至28 mm、40 mm，底板上設(shè)倒“U”型和板式縱肋，倒“U”型肋間距840 mm，下部開口標準寬度420 mm，高220 mm，厚度6 mm；板肋間距400 mm，標準高度220 mm，厚度20 mm。

鋼箱梁橫隔板標準間距2.25 m，分主體箱室橫隔板和展翅橫隔板，其中主體箱室橫隔板標準厚12 mm，與主塔壁板相對應的橫隔板厚20 mm，在支座位置橫隔板厚度適當增加，橫隔板上以縱、橫向板式加強肋加勁，并設(shè)有過人孔；展翅橫隔板厚度14 mm，上設(shè)可供排水管通過的圓形孔洞，展翅橫隔板與主體箱室橫隔板位置嚴格對應。

鋼箱梁內(nèi)部共設(shè)4道縱腹板，組成單箱三室結(jié)構(gòu)，2道內(nèi)縱腹板外到外間距2.4 m，與主塔壁板外到外嚴格對齊，標準厚度16 mm，在主塔墩位置加厚至48 mm，以水平及橫向加強肋進行加勁，水平加強肋豎向間距590 mm，寬160 mm，厚度16 mm；2道外縱腹板外到外16.6 m，標準厚度18 mm，局部加厚至24 mm，以水平及橫向加強肋進行加勁，水平加強肋豎向間距440 mm，寬210 mm，厚度18 mm。

鋼箱梁順橋向共分14類50個施工梁段，梁段長2.35～2.175 m，最大梁段重量203.8 t。圖3為主梁構(gòu)造。

圖1 橋型布置（單位：mm）

圖2 徑河大橋效果圖

圖3 主梁構(gòu)造（單位：cm）

4.2 橋塔

鋼塔柱形狀呈月牙狀，高71.5 m（從主梁頂面算至塔頂），塔柱縱向從下到上共分為12個節(jié)段，最大節(jié)段高8 m。塔柱斷面為單箱單室布置，由四周壁板構(gòu)成矩形結(jié)構(gòu)。塔根部結(jié)構(gòu)外尺寸為7.373 m（順橋向）×2.4 m（橫橋向），塔頂截面尺寸為0.4 m（順橋向）×2.4 m（橫橋向），中間截面尺寸根據(jù)外形按線性變化。塔柱壁板厚度為24 mm，均采用板式加勁肋，加勁肋板厚為20 mm；橫隔板厚16 mm，間距3.0～4.0 m。

橋塔上斜拉索錨固采用鋼錨箱結(jié)構(gòu)。主塔與主梁采用固結(jié)。圖4為橋塔構(gòu)造。

4.3 拉索

全橋共設(shè)置11根斜拉索，主跨9根，邊跨背索1對。斜拉索采用主跨中央單索面豎琴形布置，邊跨雙索面豎向布置，兩索面橫向間距為1.0 m。斜拉索梁端采用錨管直接錨固于聯(lián)系兩分離式鋼梁的箱形橫梁上，縱向索距9 m；在塔上采用鋼錨箱錨固，豎向間距4 m。

斜拉索采用直徑7 mm高強度鍍鋅平行鋼絲拉索，全橋采用 ESC7-55、ESC7-109、ESC7-223 三種規(guī)格。鋼絲標準強度fpk=1 670 MPa，彈性模量E=1.95×105MPa，鋼絲表面采用鋅-5%鋁混合稀土合金鍍層。斜拉索護套采用雙層PE護套防護。

圖4 橋塔構(gòu)造（單位：cm）

5 結(jié)語

徑河大橋造型獨特、景觀優(yōu)美。該橋采用月牙形橋塔、主跨豎琴形拉索，小跨側(cè)背索為垂直吊索，不同于一般斜拉橋橋塔及拉索型式，其拉索布置、主梁、橋塔構(gòu)造可為類似橋梁建設(shè)提供借鑒。該橋于2016年7月建成通車，運營以來，情況良好。