重庆菜园坝长江大桥.docVIP

第一节 重庆菜园坝长江大桥 一、简介 重庆菜园坝长江大桥地处重庆市主城区，北接渝中区菜园坝和中山三路，南接南岸区南坪地区，是目前国内最大的公共交通和城市轻轨两用大跨径拱桥菜园坝长江大桥于2003年2月5日正式开工在2007年10月29日建成通车。重庆菜园坝长江大桥，这种结构形式不仅在我国绝无仅有而且在世界桥梁中也具有独特的地位。 图2 菜园坝长江大桥实景 二、设计计术标准与设计荷载 菜园坝长江大桥 图3 菜园坝长江大桥主桥总体布置图（单位：m） 三、主拱结构设计 大桥主桥的预应力混凝土Y形刚构由主墩、前悬臂、后悬臂、中横梁、前次横梁、后次横梁、前主横梁、后主横梁及系杆索锚固件等结构组成，Y形刚构的设置是本桥不同于其他系杆拱结构体系的重要特点之一。（见图4） 以P18墩Y构为例，其结构构造如下： 刚构前悬臂纵桥向倾角为37.29°，横桥向倾角为79.22°。前悬臂为10×6～5.2×3．6m的变截面空心薄壁结构，长77m，其顶板布置有预应力束。从前悬臂顶沿中心向下15m长为实心构造。在离墩中心50m处设置了系杆索锚固键及一道前次横梁。前次横梁与刚构连接部设置为混凝土牛腿，中间段为方便施工采用钢结构撑梁。在离墩中心32.91m处设置一道前主横梁。 刚构后悬臂纵桥向倾角为20．91°，横桥向倾角为79．46°。后悬臂为10×6～4×3．6m的变截面空心薄壁结构，长109m，其根部1/3区段范围的顶板布置有预应力束，其余2/3区段范围的顶板未布置预应力束：跨中1/2区段范围及底板布置有预应力束。从后悬臂顶沿中心向下lOm长为实心构造。在离主墩中心102m处设置了后次横梁。在离墩中心68．07m处设置一道后主横梁。在边墩墩顶实心部设置了系杆索锚固结构。 中横梁设置在两墩顶部，连接主墩及两侧刚构。结构造型为六边形宝石结构，高为6m，底宽3.5m，厚0.7cm；顶宽7.6m，厚0.4m；两侧腹板厚0.4cm。（见图5） 图4 预应力Y形刚构立面构造图 图5 主墩横梁截面 大桥主拱结构为提篮式钢箱拱，跨度320m, 拱轴线采用二次抛物线，矢跨比为1／5.67，矢高约56.44m，主拱肋内倾角为10.67°。钢箱拱采用封闭式钢箱，宽2.4 m，高4m，内部设置抽湿系统，每4m设1道横隔板，纵向加劲板肋在吊杆隔板处与其焊接连接，而在普通隔板处则穿过所设的“V”型口不与隔板连接。钢箱拱标准节段长(水平投影)×宽×高为16m×2.4m×4m，与吊索的水平布置对应。全桥设6道钢箱横撑，分门撑1.6m×2.2m和中间撑1.4m×2.0m两种，在没有横撑的截断上设计有临时横撑点和拱上吊点。横撑与拱肋间设整体节点，整体节点与横撑间连接为全断面熔透焊接。上下游拱肋沿着桥轴立面内水平线，分为23个节段。其中包括：起拱段、标准段(分有横撑及无横撑两类)、合龙段。单肋最重节段为92t。 图6 主桥钢箱拱布置 图7 拱肋截面 图8 拱胃横撑截面 两侧预应力混凝土Y形刚构和320m的钢箱提篮拱，3个相对独立的子结构通过6处中跨系杆索及刚构系杆索连接成420m的系杆拱。这是到目前为止，在同类型桥梁中跨径最大。 其中，系杆索由VSL钢绞线制成，外包HDPE保护层，这也是VSL钢绞线系杆索首次使用在国内大跨径系杆拱桥中。中跨系杆共8根，单侧4根，设在桥面之下，穿过桥面系横梁，锚固在两侧刚构前端部的剪力键内。刚构系杆索共有12根，单侧6根，其中2根布于桥面板上,4根布于桥面板横梁下。刚构系杆索的“中跨端”与中跨系杆索都交叉锚定在刚构前端的剪力键内，其另一端锚定在刚构后悬臂端部锚点内。 图9 系杆锚固键构造 图10 预应为混凝土Y型刚构与系杆中拱 加劲梁设计 主桥钢桁梁设置0.59%的纵坡，桥面设置2.0%的横坡，采用桁架和正交异性桥面板组合体系。为了施工简便，钢桁梁采用了正交异性桥面钢桁梁整体节点和整体节段的设计理念。总长800m的钢桁梁分为51个节段单元，其中标准节段长16m，宽39.8m，高11.2m，质量230t，节段最大质量为360t(拆分后最大吊装质量280t)。一个钢桁梁整体节段由以下杆件单元组成：正交异性桥面板块、带桥面的中上弦杆及边上弦杆、桥面横梁、主桁斜腹杆、下弦杆、下横梁、下平纵联、斜撑杆、吊点整体节点、下弦整体节点。（见图11） 标准的正交异性板由厚16 mm的桥面板、纵向“U-肋”和横梁组成。“U-肋”间距为320 mm，横梁间距为4m，车道以外的桥面板由板肋加劲。桥面系的中弦杆既是钢桁梁的上弦杆又是桥面系的纵梁