矮塔斜拉橋方案設(shè)計(jì)論文
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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(diǎn)：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(mǎn)足限高要求；采用懸臂施工，不影響航運(yùn)；下承式橋面，有利縱坡控制。缺點(diǎn)：橋面設(shè)在封閉桁架內(nèi)，較為壓抑，視線(xiàn)不通暢；鋼桁架桿件多，對(duì)設(shè)計(jì)、施工要求高，后期養(yǎng)護(hù)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(mǎn)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(mǎn)足建筑限高要求。優(yōu)點(diǎn)：懸索橋橋型優(yōu)美，塔高較矮，可滿(mǎn)足限高要求；可利用主纜吊裝主梁，對(duì)航運(yùn)影響小，可不中斷航運(yùn)。缺點(diǎn)：錨碇體量大，布置困難，錨碇施工對(duì)已建構(gòu)筑物影響大，費(fèi)用高；在深厚軟土地基上建造錨碇，風(fēng)險(xiǎn)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(shí)（拱肋矢跨比達(dá)1/8左右），可滿(mǎn)足建筑限高要求。優(yōu)點(diǎn)：中承式系桿拱橋橋型優(yōu)美，采用坦拱，可滿(mǎn)足限高要求；拱肋形式靈活多樣，選擇余地大。缺點(diǎn)：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(mǎn)足限高要求，且對(duì)航運(yùn)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(mǎn)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(mǎn)足建筑限高要求。優(yōu)點(diǎn)：矮塔斜拉橋剛?cè)嵯酀?jì)，橋型優(yōu)美，塔高較矮，可滿(mǎn)足限高要求；采用懸臂施工，對(duì)航運(yùn)影響小。缺點(diǎn)：中墩處主梁較高，對(duì)近景景觀(guān)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(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：
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(shí)現(xiàn)成為可能；
2）主梁可采用懸臂施工，對(duì)航運(yùn)影響??；
3）橋型獨(dú)特，與上下游橋梁不雷同，符合1橋1景的建設(shè)要求。缺點(diǎn)：中墩處主梁較高，對(duì)近景景觀(guān)有一定影響；多體系協(xié)作，非線(xiàn)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(shí)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(shí)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(jià)、減少運(yùn)營(yíng)期間養(yǎng)護(hù)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(diǎn)向跨中段靠攏，從而使這一結(jié)構(gòu)體系有實(shí)現(xiàn)的可能。但V形塔施工難度大，施工措施費(fèi)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(shí)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(lái)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(lái)承重，矮塔斜拉結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)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(jiǎn)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(gè)方案技術(shù)上均可行?？紤]到矮塔斜拉橋受力明確簡(jiǎn)潔，施工控制簡(jiǎn)單，技術(shù)相對(duì)成熟，推薦采用V形塔矮塔斜拉橋方案作為實(shí)施方案。
作者：吳祖根 單位：寧波市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司