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1橋型方案選擇
根據(jù)430m跨度,可選擇的橋型方案有:鋼桁連續(xù)梁橋、懸索橋、拱橋、矮塔斜拉橋、梁-拉-吊協(xié)作體系橋。
1.1鋼桁連續(xù)梁橋
優(yōu)點:主跨430m在鋼桁梁的適用范圍內(nèi),中墩處梁高可取50m,充分利用凈空,滿足限高要求;采用懸臂施工,不影響航運;下承式橋面,有利縱坡控制。缺點:橋面設(shè)在封閉桁架內(nèi),較為壓抑,視線不通暢;鋼桁架桿件多,對設(shè)計、施工要求高,后期養(yǎng)護工作量大;與下游擬建的院士橋雷同。結(jié)論:擬不采用鋼桁連續(xù)梁橋方案。
1.2懸索橋
自錨式懸索橋橋面以上塔高為主跨的1/5~1/8,顯然不能滿足建筑限高要求,而地錨式懸索橋塔高可以取主跨的1/10左右,能滿足建筑限高要求。優(yōu)點:懸索橋橋型優(yōu)美,塔高較矮,可滿足限高要求;可利用主纜吊裝主梁,對航運影響小,可不中斷航運。缺點:錨碇體量大,布置困難,錨碇施工對已建構(gòu)筑物影響大,費用高;在深厚軟土地基上建造錨碇,風險高。結(jié)論:擬不采用懸索橋方案。
1.3拱橋
采用中承式系桿拱橋可充分利用凈空,有利拉坡,又適應(yīng)軟土地基。采用坦拱時(拱肋矢跨比達1/8左右),可滿足建筑限高要求。優(yōu)點:中承式系桿拱橋橋型優(yōu)美,采用坦拱,可滿足限高要求;拱肋形式靈活多樣,選擇余地大。缺點:大跨徑坦拱,系桿受力較大,要求高;拱肋,橋面系安裝需纜索吊裝,施工期間不滿足限高要求,且對航運也有一定影響。結(jié)論:擬不采用中承式系桿拱橋方案。
1.4矮塔斜拉橋
傳統(tǒng)斜拉橋橋面以上塔高為主跨的1/4,顯然不能滿足建筑限高要求,而矮塔斜拉橋塔高可以取主跨的1/10左右,能滿足建筑限高要求。優(yōu)點:矮塔斜拉橋剛?cè)嵯酀瑯蛐蛢?yōu)美,塔高較矮,可滿足限高要求;采用懸臂施工,對航運影響小。缺點:中墩處主梁較高,對近景景觀有一定影響。結(jié)論:可采用矮塔斜拉橋方案。為V形塔矮塔斜拉橋效果圖。
1.5梁-拉-吊協(xié)作體系橋
綜合上述橋型分析,提出梁-拉-吊協(xié)作體系橋,該橋綜合了各橋型的優(yōu)點。優(yōu)點:
1)以連續(xù)梁為基本受力體系,斜拉、懸吊體系起幫扶作用,使在建筑限高條件下大跨徑橋梁實現(xiàn)成為可能;
2)主梁可采用懸臂施工,對航運影響??;
3)橋型獨特,與上下游橋梁不雷同,符合1橋1景的建設(shè)要求。缺點:中墩處主梁較高,對近景景觀有一定影響;多體系協(xié)作,非線性影響大,受力不明確,施工控制難度大。結(jié)論:可采用梁-拉-吊協(xié)作體系橋方案。為梁-拉-吊協(xié)作體系橋效果圖。
2方案比選
2.1V形塔矮塔斜拉橋方案
1)主梁:采用鋼-混凝土混合梁才能實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)體系。江中跨中段采用鋼箱梁,以減輕自重,實現(xiàn)大跨。邊跨及次邊跨、主跨靠岸部分采用混凝土箱梁,以增加剛度、降低造價、減少運營期間養(yǎng)護的工作量。
2)塔形:由于塔高受限,為提高斜拉索承載比率,采用V形塔,使中跨斜拉索在梁上的錨固點向跨中段靠攏,從而使這一結(jié)構(gòu)體系有實現(xiàn)的可能。但V形塔施工難度大,施工措施費用高。
2.2梁-拉-吊協(xié)作體系橋方案
1)主梁:與V形塔矮塔斜拉橋方案一樣,主梁只有采用鋼-混凝土混合梁才能實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)體系。
2)懸吊體系:由于已建構(gòu)筑物布置緊密,且橋位處于深厚軟土地基,不宜建造地錨,故采用自錨式懸索橋與矮塔斜拉橋來協(xié)作形成結(jié)構(gòu)體系。江中跨中段鋼箱梁主要由懸吊結(jié)構(gòu)來承重,矮塔斜拉結(jié)構(gòu)主要承擔其余部分。
3)塔形:由于采用協(xié)作體系,索塔采用柱式結(jié)構(gòu),使施工簡單、快速。
2.3方案比選方案比選。
3結(jié)論
V形塔矮塔斜拉橋和梁-拉-吊協(xié)作體系橋2個方案技術(shù)上均可行??紤]到矮塔斜拉橋受力明確簡潔,施工控制簡單,技術(shù)相對成熟,推薦采用V形塔矮塔斜拉橋方案作為實施方案。
作者:吳祖根 單位:寧波市城建設(shè)計研究院有限公司