Design of Main Bridge of Nanmudu Wujiang Bridge
刘建 LIU Jian
（辽宁省交通规划设计院有限责任公司，沈阳 110000）
（Liaoning Transportation Planning and Design Institute Co.，Ltd.，Shenyang 110000，China）
摘要：楠木渡乌江特大桥是兰海高速公路遵义至贵阳段扩容工程上的一座特大桥梁，由南向北横跨乌江，桥梁全长950m，其中主桥长620m，跨径布置为40+110+320+110+40m，为双塔预应力混凝土主梁斜拉桥，梁塔通过支座连接，基本结构体系为半漂浮体系。介绍该桥主桥总体设计及主要结构设计。
Abstract: Nanmudu Wujiang Bridge is a super-large bridge on the expansion project of Zunyi to Guiyang section of Lanhai Expressway. It spans Wujiang from south to north. The length of the bridge is 950m, of which the main bridge is 620m long and the span is 40+110 +320+110+40m, it is a double-tower prestressed concrete main girder cable-stayed bridge. The beam tower is connected by bearings, and the basic structural system is semi-floating system. The overall design and main structural design of the main bridge of the bridge are introduced.
关键词：山区斜拉桥；混凝土斜拉桥；关键技术
Key words: mountain cable-stayed bridge；concrete cable-stayed bridge；key technology
中图分类号：U448.27 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）26-0274-02
1 概述
楠木渡乌江特大桥是兰海高速公路遵义至贵阳段扩容工程上的一座特大型桥梁，位于尚嵇镇县道002楠木渡大桥下游约450m处，由北往南横跨乌江。（见图1）
■
主桥上部结构为40+110+320+110+40m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，桥塔采用“H”型塔，塔梁间设置纵向滑动支座，纵向半漂浮体系。过渡墩与主塔之间设置辅助墩。
桥位区为中低山侵蚀、剥蚀地貌，乌江两岸地形起伏大，地面相对高差240m，地势陡峭。地质构造为黔中东西构造带、川黔经向构造带和新华夏系隆起带交接复合地带，地层主要为第四系种植土、红粘土、二叠系下统茅口组灰岩、寒武系中统娄山关群白云岩。
2 主要技术标准
①道路等级：双向六车道高速路；
②计算行车速度：100km/h；
③汽车荷载等级：公路-I级；
④纵坡：1.3%；
⑤横坡：双向2.0%；
⑥主桥桥面布置：0.5m（风嘴）+0.25m（检修道栏杆）+1.38m（拉索锚固区）+0.42m（防撞墙）+15.5m（行车道）+1.5m（防撞墙）+15.5m（行车道）+0.42m（防撞墙）+1.38m（拉索锚固区）+ 0.25m（检修道栏杆）+0.5m（风嘴）=37.6m。
3 主要材料
3.1 混凝土
①C55强度等级混凝土：斜拉桥主梁、齿板；
②C50强度等级混凝土：主墩、桥塔及桥塔横梁；
③C40强度等级混凝土：辅助墩及过渡墩；
④C30强度等级混凝土：群桩桩基础。
3.2 钢材
3.2.1 斜拉索材料
斜拉索采用环氧涂层无粘结钢绞线斜拉索，满足《无粘结钢绞线斜拉索技术条件》（JT/T 771的要求。
3.2.2 预应力钢绞线
主梁、索塔横梁等体内预应力体系采用低松弛钢绞线，公称直径15.2mm（7?准5.0），公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa。
3.2.3 斜拉索阻尼器
斜拉索阻尼器能够为斜拉索提供4%以上的附加阻尼，阻尼器行程满足最大振幅不大于L/1700的行程要求。
4 专题分析
4.1 岸坡稳定分析
根据桥位处乌江两岸的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质特征及主桥桥型结构，对乌江两岸进行岸坡稳定分析，根据分析结果布设主塔位置，最终确定主跨跨径。
岸坡稳定分析采用Bishop法、Janbu法、摩根斯坦-泼赖斯法（M-P法）、传递系数法及有限元数值分析法，最终乌江特大桥主跨跨径由外业阶段初定的350m调整为320m，主桥桥孔布置为40+110+320+110+40m。
4.2 工程场地地震安全性评价
由《中国地震动峰值加速度区划图》可知，桥位区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g。
根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008），A类桥梁应根据专门的工程场地地震安全性评价确定地震作用。乌江特大桥主跨跨径为320m，属于A类桥梁，采用50年10％越概率地震动（E1地震）和50年2％超越概率地震动（E2地震）进行抗震设防。
5 主要结构设计
5.1 主梁
主梁断面采用双边箱断面，含封嘴箱梁全宽37.6m，梁高3.2m（中心高），桥面设置双向2%横坡，标准梁段顶板、底板、腹板厚度分别为0.3m、0.4m及0.5m。
为提高桥面板纵向刚度，双边箱主梁之间的桥面板设置小纵梁，小纵梁厚度0.4m，高度1.6m。（见图2）
主梁标准段节段长度6m，边跨密索区节段长度4.4m，中跨合龙段长度3m。主梁采用纵向、横线及竖向三向预应力体系，纵向预应力采用预应力钢绞线及静轧螺纹粗钢筋，横向及竖向预应力采用钢绞线，其中竖向预应力采用低回缩量锚具工艺。
乌江特大桥梁底设置检修车，检修车具有过辅助墩功能。
5.2 索塔
乌江特大桥索塔采用“H”型索塔，由上塔柱、中塔柱、下塔柱、上横梁及下横梁组成。遵义侧承台以上高度为143.1m，贵阳侧承台以上高度为197.1m。
索塔锚固区采用混凝土齿板锚固形式，塔柱截面中采用环向预应力体系，抵抗斜拉索的拉力，环向预应力采用预应力钢绞线，采用深埋锚工艺，最大限度减少预应力槽口对主塔钢筋的影响。
承台采用矩形承台，遵义侧主塔（4号塔）承台尺寸41.5×16.5×5m，21?准2.5m群桩基础；贵阳侧主塔（5号塔）承台尺寸41.5×22.5×5m，28?准2.5m群桩基础。
塔内设平台、人梯及照明设备等附属结构以备检查或更换斜拉索。
5.3 斜拉索
斜拉索采用斜拉索采用环氧涂层无粘结钢绞线斜拉索，索面为双索面纵向呈扇形布置，主梁拉索纵向标准间距6.0m，边跨密索区纵向索距为4.4m。索塔上斜拉索的竖向距离分别为2.0m和1.5m。
斜拉索共4×25对，型号分别为15.2-43、15.2-49、 15.2-55、15.2-61、15.2-67型钢绞线斜拉索。
设计时斜拉索外层的HDPE套管制成双螺旋线，尽量减少拉索风雨振动，另外主梁与斜拉索连接处设置阻尼器。斜拉索两端均采用张拉端锚具，梁端固定，塔端张拉。
5.4 辅助墩
为了增加边跨主梁的刚度，减少边跨主梁的变形，在过渡墩及主塔之间设置了辅助墩。
遵义侧辅助墩墩身采用单箱单室矩形截面，外形尺寸（横×纵）为4.8×2.2m，壁厚0.6m。墩顶设置空心矩形横系梁。基础采用10.6×6.6×3m矩形承台，6?准1.6m群桩基础。
贵阳侧辅助墩身采用单箱单室矩形截面，外形尺寸（横×纵）为6.0×5.0m，壁厚0.8m。墩顶设置空心矩形横系梁。基础采用10.6×10.6×3m矩形承台，9?准1.6m群桩基础。
6 施工方案
索塔采用爬模法或滑模法施工，主梁0号块采用在索塔横梁上架设的支架上浇筑，主梁1~17号块（主塔与辅助墩之间）为对称挂篮悬臂浇筑。
由于贵阳侧辅助墩较高，桥面距地面高差约95m，边跨主梁无法采用支架现浇的施工方案，若采用架设贝雷梁的施工方案，不但需投入大量的人力物力外，而且施工进度及施工安全难以保证，权衡利弊边跨主梁采用挂篮过辅助墩的施工方案，辅助墩墩顶4m范围混凝土后浇筑，即待主梁17号块浇筑完成后挂篮移至18号块位置时再浇筑辅助墩墩顶混凝土，边跨主梁18-25号块（辅助墩与过渡墩之间）均为挂篮悬臂浇筑。
7 结语
①对于山区地区的桥梁地形复杂，交通运输条件差，合理的选择桥型方案及施工方案尤为重要。
②挂篮过辅助墩技术适用于辅助墩较高、边跨段主梁支架现浇施工难度大的山区斜拉桥，在国内斜拉桥施工中较少采用。
③楠木渡乌江特大桥于2017年9月30日成功合龙，2018年1月2日正式通车，目前运行良好。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部.JTG/T D65-01-2007，公路斜拉桥设计细则[S].北京：人民交通出版社，2007.
[2]中华人民共和国交通部.JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.
[3]白洪涛，唐雪迪.水富横江大桥主桥设计[J].价值工程，2015，34（16）：222-224. |
