榆溪河大桥主桥设计方案比选探讨
摘要:本文通过对榆溪河桥位附近的地形地貌的介绍,对其主要的四种设计方案:装配式预应力连续箱梁桥、预应力连续刚构桥、不对称双塔双索面斜拉桥及飞燕式钢管砼拱桥进行论证与比选。关键词:桥型方案比选
中图分类号:u445 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2011)06(c)-0053-02
1 工程概况
拟建的榆溪河大桥位于榆林市经济开发区,是接连朝阳路与上郡南路的主要通道。榆溪河属无定河一级支流,全长155km,总流域面积5537km2。榆溪河以西为风沙区,以东为丘陵沟壑区,桥位处的测时河流宽约27m,无通航要求,桥梁跨度选择余地较大。
2 设计原则
桥梁设计以安全、经济、适用和美观为原则,同时要求结构新颖,具有现代气息,并与周围的景观、地形和谐统一。设计时努力从当地人文特色中寻求设计灵感,挖掘文化内涵,从而使其不仅具有优雅的外观,更具有当地特色“神韵”。在结构选型时根据本地区的自然条件、材料供应和地质条件,以及施工要求及使用效果等,进行了综合考虑。桥梁方案设计预期的目标如下:
——造型美观、新颖,富有现代气息；
——结构安全、耐久、环保,适应交通可持续发展的需要；——采用新技术、新材料、降低工程造价；
——减少施工环节,确保快捷、优质建成。
3 桥型设计方案比选
3.1 方案一:4×(3×35m)装配式预应力混凝土连续箱梁
如图1所示。
结构简述:该桥上部采用35m跨的装配式预制小箱梁,梁高1.8m；下部采用柱式桥墩,钻孔桩基础。
方案优点:该方案结构受力明确、外形简洁、施工工期最短,养护工作量较小,建安费最低。
方案缺点:该桥属常规结构,作为城市桥梁景观性不强,难以体现地区历史文化特色。
3.2 方案二:主桥采用(60+110+60)m预应力连续刚构,引桥采用30m跨的装配式预应力混凝土连续箱梁
如图2所示。
结构简述:主桥上部采用(60+110+60)m变截面预应力混凝土连续刚构,断面采用单箱双室及单箱单室截面,横桥向为三幅,支点处梁高6.5m,跨中梁高3.0m。主桥下部结构采用双薄壁墩,钻孔灌注桩基础。引桥上部采用30m跨装配式预应力连续箱梁,下部采用柱式墩,柱式台,钻孔灌注桩基础。
方案优点:主桥结构受力明确,整体造型简洁大方,线条流畅,外
形美观；施工工艺成熟可靠,施工工期较短,养护工作量较小,建安费较低。
方案缺点:作为城市桥梁景观性一般,难以成为区域地标性建筑。
3.3 桥型方案三:主桥采用(110+50)m不对称双塔双索面斜拉桥,引桥采用30米跨的装配式预应力混凝土连续箱梁
如图3所示。
结构简述:该方案主桥设计采用了(110+50)m不对称双塔双索面
斜拉桥,桥面以上塔高为65m,塔柱下段采用两根直径为2m圆柱型钢管混凝土,高为25m；中段为索塔锚固区,钢管合二为一,形成一箱多室圆端型截面,并利用装饰外壳形成椭圆形截面,高度为25m；上段为长短不同,直径为2m的装饰塔尖,高度为15m。索塔每侧各设11对拉索,拉索采用ovm环氧喷涂钢绞线成品索。主桥分别采用整体式大悬臂预应力混凝土鱼腹式箱型截面与鱼腹式钢箱梁截面,截面标准梁高2.2m,截面全宽40m。主塔主墩采用薄壁空心墩,墩高31.5m,与主塔固结。引桥上部结构采用30m跨径装配式预应力连续箱梁,引桥下部采用柱式墩,柱式台,钻孔灌注桩基础。
方案优点:主桥跨度大,外形美观,整体景观效果好,建成后将成
为榆林的标志性建筑。从横向或竖向望去,均如一双利剑,其寓意为榆林既为自古以来的军事重镇,亦是红色的革命老区,象征着榆林
人民,历尽艰辛、勇敢战斗,将榆林建设成为新世纪绿洲的伟大进程和树立书香榆林的文化战略,以及实现富民强市,构建魅力、和谐、强盛新榆林的宏伟蓝图。
方案缺点:结构复杂,施工控制技术要求高、施工难度大、造价较高,后期养护工作量大。
3.4 方案四:主桥采用(32+128+32)m飞燕式钢管混凝土系杆提篮
拱,引桥采用30m跨的装配式预应力混凝土连续箱梁
如图4所示。
结构简述:主桥设计采用(32+128+32)m飞燕式钢管混凝土系杆提篮拱。考虑到推力的平衡及美观的要求,边中跨比采用0.25。大桥主拱肋采用哑铃型钢管混凝土拱肋,拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1∶3.879；边拱拱肋采用钢筋混凝土矩形截面,拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1∶5。
方案优点:主拱造型如一只飞燕展翅飞翔,象征着榆林经济的腾飞发展。结构轻盈,气势宏伟,景观性强,建成后将成为榆林的标志性建筑。
建筑缺点:结构设计计算复杂,施工要求高,后期养护费用较高,造价较高。
4 结语
此次方案设计,设计人员结合桥位处具体情况及景观性要求,提出了四种不同形式的方案。结合榆林的人文历史、风貌风俗以及建设现代化城市发展的需要,从桥梁建设的安全、经济、美观、适用等方面综合考虑,最终建议采用双塔双索面斜拉桥方案。
参考文献
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[2] 范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版
社,1999.
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[4] 樊凡.桥梁美学.北京:人民交通出版社,1987.
