连续梁拱组合桥.docx

应用在我省的新型桥型—连续梁拱组合桥

刘建云
(江西省赣南公路勘察设计院赣州341000)

摘要：预应力砼连续梁拱组合桥桥型为国内先进技术，首次应用在我省梅林大桥工程，填补了该桥型在我省设计和施工上的空白。本文通过梅林大桥设计实例，介绍了连续梁拱组合桥的基本知识及其适用范围。
关键词：桥梁工程；新型桥型；介绍；设计实例

0前言
梅林大桥设计招标中，江西省赣南公路勘察设计院主桥方案以预应力砼连续梁拱组合桥桥型中标，进行了认真的设计并交付施工。该桥型为国内先进技术，首次应用在我省，填补了我省该桥型设计和施工的空白。
1概述
1.1设计要求
梅林大桥位于江西省赣县梅林镇东侧，是横跨贡江下游的一座特大桥，桥址处常水位河宽近500m。东岸为岩石山岭，西岸为人工土堤。河床为砂卵石覆盖层厚6m-11m，除东岸桥台为明挖基础外，其余桥墩、台基础不宜明挖。根据通航要求，主航道梁底标高必须大于117.33m（黄海标高，下同），但西岸引道不宜填筑太高，否则，不仅增加桥台工程量，而且填筑引道的土石方要从3km以外的地方借调，将增加工程造价。为减少投资，引桥可以采用建筑高度小的中小跨径桥梁，关键是主桥桥型方案的选择，要解决如下问题。
问题一，主桥跨径要满足Ⅲ（4）级通航净空要求，又要尽量减小建筑高度，降低西岸引道标高。
问题二，避免通过加大下部构造和基础尺寸来承担拱脚的水平推力，拱桥的的基础最好不承担拱脚的水平推力，只承受其竖直力。
问题三，大桥兼有公路桥梁和城市桥梁的功能，要求桥型既适用经济又新颖美观经济，成为城市的重要景点。
1.2设计构思
引桥设计的构思在中、小跨径方面，由于砼拱桥省料，施工技术要求不高，能充分发挥砼受压性能等优点，因此造价低廉。通常被应用在我国
梅林大桥引桥河道较平坦，但河床覆盖层较厚，桥高近27m，下部构造造价较高，宜选用30-40m跨径的预应力砼梁式桥较为经济。基础选用钻孔灌注桩，桩长13m-20m。
主桥设计的构思近年来，我国桥梁工程技术有了长足的进步，特别是大跨度桥梁，如悬索桥和斜拉桥。由于投资经费限制，主桥长度控制在200m内。砼斜拉桥的经济跨度一般在200m以上。对于60m-200m范围的桥梁，能够参与竞争的桥梁形式主要是砼拱桥与预应力砼连续梁桥。砼拱桥需要有良好的地基以承担拱脚的水平推力。当要满足通航净空要求，同时要压缩引道长度或降低高填土高度时，对于上承式砼拱桥只能用较小的矢跨比（一般／l=1／8），但它对温度变化及地基变形特别敏感，所产生的瞬时内力往往要控制设计；同时这类拱桥起拱线较低，在常水位条件下，船只和漂流物容易撞击拱腿，危及桥梁。因此只能考虑中承式或下承式拱桥较合适。同时要注意的是，引桥采用梁式桥桩基础时，主桥中主拱的基础最好不承担拱脚的水平推力，只承受其竖直力，以便主桥和引桥更好的联接。也就是说，拱桥内部为超静定结构，外部应为静定结构。这正是本文介绍的新型桥梁结构——梁拱组合结构的设计思路。
目前国内较多采用中承式连续梁拱组合式桥梁的重要原因，首先是跨越能力较大，材料较省，施工也较方便，同时该种桥型也较美观，符合韵律起伏，不象简支梁拱组合桥那么单调。
而预应力砼连续梁桥或预应力钢筋砼连续刚构，虽然是常规技术有较成熟的施工经验，但桥型老套并不新颖，而且造价相差不大。见表1。
表1梅林大桥主桥方案每平方m主要材料指标表
材料单
位方案A
（梁拱组合桥）方案B
(连续刚构桥)方案C
(预应力砼T梁)砼M31.881.771.73钢(筋)材㎏277194114钢绞线或
高强钢丝㎏29.561.930.1经济指标元421936243071注：①表中“经济指标”为主桥上部构造、下部构造和基础等主体工程直接费与间接费之和。
②表中方案A为42+106+42m预应力钢筋砼梁拱组合，钢筋砼空心墩；方案B为60+90+60m预应力砼连续刚构，钢筋砼空心薄壁墩；方案C为40+2×50+40m预应力钢筋砼变截面连续箱梁，钢筋砼薄壁墩；三方案均采用钻孔灌注桩基础。
综上所述，梁拱组合结构桥梁是符合设计意图、经济合理的。
2梁拱组合式桥梁主要形式及其适用经济跨径
梁拱组合结构的设计特点是，外部为静定结构，内部为高次超静定结构，主要承重构件除拱肋外，还要有加劲纵梁，它与横梁组成平面框架，由吊杆上下联系以达到共同受力的目的。它的跨越能力一般在400m以下，常用的跨径是40m-120m的范围。梁拱组合式桥梁主要形式有简支梁拱组合式桥梁、单悬臂梁拱组合式桥梁和连续梁拱组合式桥梁三大类。其中以连续梁拱组合式桥梁的跨越能力最大，其形式多种多样。梁拱组合结构桥梁适用经济跨径和常用的施工方法见表2。
表2适用经济跨径和常用的施工方法
桥型适用
经济
跨径常用的施工方法少支架无支架转体
施工悬臂
拼装少支架
拼装或
现浇简支梁拱组合梁40