矮塔斜拉橋方案設計論文

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1橋型方案選擇

根據430m跨度，可選擇的橋型方案有：鋼桁連續梁橋、懸索橋、拱橋、矮塔斜拉橋、梁-拉-吊協作體系橋。

1.1鋼桁連續梁橋

優點：主跨430m在鋼桁梁的適用范圍內，中墩處梁高可取50m，充分利用凈空，滿足限高要求；采用懸臂施工，不影響航運；下承式橋面，有利縱坡控制。缺點：橋面設在封閉桁架內，較為壓抑，視線不通暢；鋼桁架桿件多，對設計、施工要求高，后期養護工作量大；與下游擬建的院士橋雷同。結論：擬不采用鋼桁連續梁橋方案。

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，能滿足建筑限高要求。優點：懸索橋橋型優美，塔高較矮，可滿足限高要求；可利用主纜吊裝主梁，對航運影響小，可不中斷航運。缺點：錨碇體量大，布置困難，錨碇施工對已建構筑物影響大，費用高；在深厚軟土地基上建造錨碇，風險高。結論：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，又適應軟土地基。采用坦拱時（拱肋矢跨比達1/8左右），可滿足建筑限高要求。優點：中承式系桿拱橋橋型優美，采用坦拱，可滿足限高要求；拱肋形式靈活多樣，選擇余地大。缺點：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，施工期間不滿足限高要求，且對航運也有一定影響。結論：擬不采用中承式系桿拱橋方案。

1.4矮塔斜拉橋

傳統斜拉橋橋面以上塔高為主跨的1/4，顯然不能滿足建筑限高要求，而矮塔斜拉橋塔高可以取主跨的1/10左右，能滿足建筑限高要求。優點：矮塔斜拉橋剛柔相濟，橋型優美，塔高較矮，可滿足限高要求；采用懸臂施工，對航運影響小。缺點：中墩處主梁較高，對近景景觀有一定影響。結論：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-吊協作體系橋

綜合上述橋型分析，提出梁-拉-吊協作體系橋，該橋綜合了各橋型的優點。優點：

1）以連續梁為基本受力體系，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現成為可能；

2）主梁可采用懸臂施工，對航運影響小；

3）橋型獨特，與上下游橋梁不雷同，符合1橋1景的建設要求。缺點：中墩處主梁較高，對近景景觀有一定影響；多體系協作，非線性影響大，受力不明確，施工控制難度大。結論：可采用梁-拉-吊協作體系橋方案。為梁-拉-吊協作體系橋效果圖。

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現這一結構體系。江中跨中段采用鋼箱梁，以減輕自重，實現大跨。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、減少運營期間養護的工作量。

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向跨中段靠攏，從而使這一結構體系有實現的可能。但V形塔施工難度大，施工措施費用高。

2.2梁-拉-吊協作體系橋方案

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現這一結構體系。

2）懸吊體系：由于已建構筑物布置緊密，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協作形成結構體系。江中跨中段鋼箱梁主要由懸吊結構來承重，矮塔斜拉結構主要承擔其余部分。

3）塔形：由于采用協作體系，索塔采用柱式結構，使施工簡單、快速。

2.3方案比選方案比選。

3結論

V形塔矮塔斜拉橋和梁-拉-吊協作體系橋2個方案技術上均可行。考慮到矮塔斜拉橋受力明確簡潔，施工控制簡單，技術相對成熟，推薦采用V形塔矮塔斜拉橋方案作為實施方案。

作者：吳祖根 單位：寧波市城建設計研究院有限公司