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武汉阳逻长江公路大桥方案设计武汉阳逻长江公路大桥位于武汉市新洲区阳逻镇附近,是连接武汉东北部地区与黄冈的重要交通节点。作为武汉市环线高速公路的一部分,该桥在促进区域经济发展、缓解过江交通压力方面发挥了重要作用。
大桥设计方案采用了现代化的悬索桥结构,主跨长度达1280米,为当时国内同类桥梁中的领先水平。桥塔设计高耸挺拔,造型简洁流畅,体现了现代工程技术与美学的结合。桥面宽度充分考虑了双向六车道及人行道的需求,确保了通行能力与安全性。
在方案设计中,环保理念贯穿始终。通过对周边生态环境的评估和保护措施的实施,最大限度减少了对长江水生生物及沿岸植被的影响。同时,桥梁照明系统采用节能技术,既满足夜间行车需求,又降低了能源消耗。
阳逻长江公路大桥不仅是一项重要的基础设施工程,也是展示武汉城市形象的标志性建筑之一。它将交通功能与景观价值完美融合,成为连接长江两岸经济发展的纽带,为区域一体化提供了有力支撑。
1、主跨660m+660m三塔悬索桥方案 三塔悬索桥方案布跨为260m+660m+660m+295m,边中跨比分别为0.394和0.447,桥型布置详见图1。为了减小主缆缆力及中塔塔顶的水平力,适当增加索塔高度,主缆矢跨比采用1:9。两个主缆横桥向间距为29.5m,每根主缆直径为548mm,由70束127丝直径为5.2mm的平行渡锌钢丝组成,钢丝的设计强度为1670MPa。为了防止主缆在中塔塔顶发生滑移,其中9束127丝直径为5.2mm的平行渡锌钢丝锚固在中塔塔顶的主鞍上,在中塔锚固的9束索股的安全系数为2.5,其余主缆索股的安全系数达到3.1。吊杆采用平行镀锌钢丝制成,顺桥向吊杆间距为16m。
图1 三塔悬索桥方案(尺寸单位:m)
2、主跨1176m单跨悬索桥方案 该桥型方案跨径布置为270m+1176m+456m,边中跨比分别为0.230和0.388。桥型布置图详见图2。主缆矢跨比采用1:10,横桥向两根主缆间距为29.5m,每根主缆直径为724.2mm,由127束127丝直径为5.lmm的平行镀锌钢丝组成,钢丝的设计强度为1670MPa。主缆索股的安全系数为2.5。吊杆、钢箱梁、索塔及锚碇方案基本与三塔悬索桥方案相同。 本方案由于南锚基础规模大,施工及防洪风险性较大。桥梁综合造价高。
图2 单跨悬索桥方案(尺寸单位:m)
3、主跨485m+485m三塔斜拉桥方案 该桥型方案为2×7Om+2×485m+2×7Om总长1250m的六跨连续三塔混合梁斜拉桥,桥型布置详见图3。边跨2×7Om作为锚跨采用预应力混凝土箱梁,两个中跨2×485m采用扁平流线性钢箱梁,在边塔主梁受力较小的区域设置钢、混结合段。边、中跨比为0.289:1。中塔设置2×19对斜拉索,边塔设置2×12对斜拉索,全桥共设置86对斜拉索。斜拉索采用平行钢丝冷铸锚成品索。主跨标准索距l5m,锚跨标准索距为9m。由于辅助索最大索力达lOMN开发区北区道路及排水工程施工组织设计,为了方便施工,采用钢绞线斜拉索分别锚固于申塔塔顶及边塔箱梁处。主梁梁宽31.5m,梁高3m。
图3 三塔斜拉桥方案(尺寸单位:m)
三塔斜拉桥方案的关键是如何提高结构总体刚度,其常用的方法有:①中塔塔梁固结;②加大中塔刚度;③中、边塔设置辅助索;④在跨中一定区域内设置交叉斜拉索。 随着三塔斜拉桥跨径的增大(跨径大于400m),中塔塔梁固结对提高总体刚度的效应不断减弱,同时结构难以承受地震荷载的作用。而采用加大中塔断面尺寸来增大中塔刚度的效果十分微小,如果中塔在顺桥向设置成A字型,对增加总体刚度效果很好,但索塔斜拉索锚固区设计难度较大且景观效果欠佳。如果能解决交叉索的疲劳问题,设置交叉索应是一个可行的方案。本方案采用设置辅助索的方法来满足结构总体刚度。
以上三个桥型方案在技术上都是可行的,各有特点和难度。从经济比较看,三塔斜拉桥方案比三塔悬索桥方案约少1.5亿人民币,而三塔悬索桥方案比单跨悬索桥方案约少1.0亿人民币。在以后的初步设计中将对以上三个方案进行深入的技术经济综合比较,并重点对三塔悬索桥中塔主缆抗滑及南锚碇基础进行详细的研究工作。
摘自《中国公路学会桥梁和结构工程学会 2001年桥梁学术讨论会 论文集》