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钢筋砼斜塔斜拉桥的设计特点及施工技术探讨 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 27 页 钢筋砼斜塔斜拉桥的设计特点及施工技术探讨 【摘要】宝鸡市代家湾渭河大桥是我国钢筋混凝土斜塔斜拉桥中跨度最大、塔高最高的一座。本文以此桥为例，对斜塔斜拉桥的设计特点及施工技术做了简要介绍，以期达到抛砖引玉的目的。 【关键词】钢筋砼斜塔斜拉桥 设计特点 施工技术 探讨 一、工程概况 ㈠概况 代家湾渭河大桥位于宝鸡市东部，跨越横贯市区东西的渭河和西宝高速公路，将是宝鸡市日后的交通大动脉和城市规划的轴心。代家湾渭河大桥建设是社会经济发展的必然要求，具有很大的经济效益和社会效益。 本桥基础采用φ1.5m钻孔灌注桩。 桥塔为钻石型钢筋砼结构，顺桥向倾角为60o，桥面以上斜塔长63m，桥面以下斜腿长10.425m。如此高的单面无背索钢筋砼斜塔为国内首座。结构及力学性能非常复杂，施工难度极大。 加劲梁为斜腹板单箱四室预应力砼箱梁，砼标号C50。 斜拉索为扇形单索面，布置在中央分隔带上。斜拉索采用双层PE防护，内层为黑色外层为彩色。 桥面铺装采用80mm的砼垫层和80mm的沥青砼耐磨层。 在过塔观光平台处，人行道为悬挑上搁置现浇桥面板形式。 栏杆为砼方柱钢制折线形栏杆，造型优美。 本桥由同济大学建筑设计研究院桥梁分院设计。 本桥主桥结构形式及主塔结构形式见图1、图2。 图1 主桥结构形式示意图1 ㈡主要技术标准和分跨 1.道路等级：城市主干道； 2.设计荷载：汽车－超20级，挂车－120验算，人群荷载为3.5KN/㎡； 3.桥宽及路幅组成 全桥宽：28m 路幅组成：2.5m（人行道）+10.5m（车行道）+2m（分隔带）+10.5m（车行道）+2.5m（人行道）= 28m。 4.设计车速：60km/h； 5.桥上纵坡：3％，桥面横坡：1.5%； 6.主桥分跨：20米（辅助孔）+75m（主跨和塔区）+32m（辅助孔）+32m（大孔板）×16+32米（辅助孔）+75m（主跨和塔区）+20m（辅助孔）＝766m。 图2 主塔结构形式图2 二、主桥设计特点 1、索塔和基础 索塔采用钢筋混凝土矩形实体结构。截面外轮廊尺寸为5m（顺桥向）* 6m（横桥向），塔的水平倾角为60°，斜塔长（桥面以上）63m。对于无背索斜塔斜拉桥，塔的自重设计是关键问题之一，为了确保索塔处于良好的受力状态，我们按照以下原则确定塔的自重，即当梁上作用全部恒载和一半活载时，塔处于轴心受压状态，如图3所示。 图3 斜塔自重计算图示 由几何及平衡关系（拉索平行布置情形），可以得到： 式中 梁上及塔上索跨； --索和塔的水平倾角； --节段长的主梁恒载和活载重量； --节段长的塔身自重。 索塔节段重量心原则上按上述公式确定，整个索塔的混凝土体积约3168m3。 根据野外钻孔资料综合分析，场地内的地层按岩性大致可分为四层：杂填土（Q42mL）：厚3.5～5.2米，粉砂层（Q42aL+pL）：厚0.2～1.1米，卵石层（Q41aL+pL）：厚3.8～5.5米，红粘土（N22aL+pL）：天然硬塑～坚硬状，局部固结度较高，含砾石。低压缩性，最大厚度45.0米。 因此本桥采用ф1.5m的钻孔灌注桩基，设置33.28m×18.2 m×4 m的承台。 2、加劲梁 无背索单索面斜塔斜拉桥相对于常规斜拉桥来说，拉索吊点所能提供的刚度较小，因而在活载作用下，主梁内力变幅相对较大，从总体受力来看，桥面板承受轴向力、弯矩和扭转。箱梁的截面尺寸由扭转控制设计，包括扭转第一类稳定和横桥向扭转刚度。本桥的加劲梁设计为单箱四室预应力砼箱梁，砼标号C50。箱梁梁高2.15m，在塔梁固结处梁高渐变为3.15m，箱梁顶宽28m，底宽19.6m，每侧挑臂3.65m。与引桥相接过渡墩上，箱梁设带牛腿的端横梁。在塔梁固结处设宽5.774m，三道腹板的空心横梁，横梁与斜塔斜腿固结，形成塔、梁、墩固结的结构体系。支点横梁、拉索横梁和斜塔横梁均设横向预应力，悬臂浇筑时逐段张拉，最后张拉合拢束。加劲梁详细结构见图4。 3、斜拉索 本桥为扇形单索面结构，顺桥向梁上索间跨为6m，塔上索距2.7m，共9根索，最小倾角28.6o，索长45.448～105.550m，斜拉索采用PES7-187平行钢丝索，抗拉标准强 度1670MPa，最大索力控制在450T，拉索张拉端位于塔上。塔顶锚固区立剖图和斜拉索锚固构造见图5。 图4 加劲梁横断面 三、工程施工的难点 1、大体积砼施工 本桥的主墩承台为33.28m×18.2 m×4 m方的哑铃型，砼2118.8m3；斜塔为5m×6m的矩形实体结构。上述两构件均为大体积砼施工，若采用常规施工方法极易产生温度裂缝。 2、斜塔施工 斜塔顺桥向的倾角为60o，每延米仅砼重量已达7