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1、3 7 0 2 0 0 6 年中国交通土建I 程学术论文集 【摘蒌l 【美键词】 滨州黄河公铁两用大桥桥型方案设计 梅新咏徐恭义 中铁大桥勘测设计院有限公司武汉4 3 0 0 5 0 滨州黄河公铁两用大轿是跨越黄河的第一座公铁两用桥，主桥采用1 2 0 + 3 X1 8 0 + 1 2 0 平弦连续钢桁粱，是目前国内同类型轿梁的最大跨度，本文详细介绍了太桥桥型方案设计。 平弦连续钢桁粱部分预应力简支箱梁高填土平交跨越黄河大堤 1 工程概述及建桥条件 滨州黄河公铁两用大桥位于山东省滨州市北镇黄河大桥下游约3 3k i n ，是新建小营至滨州地方铁路跨越 黄河的座公铁两用大桥。大桥铁路接线南岸起于
2、博小支线的小营车站，北岸与拟建的滨卅I 火车站相接；公 路接线南岸与2 0 5 国道相连，北岸与摈州市绕城公路南外环路相接。全桥公路桥梁总长39 7 5 6I n ，公路接 线总长3 4 4 6 2m ；铁路桥梁总长70 5 3 3m 。 该桥位于黄河下游艾山一利津窄河段内，1 8 5 5 年黄河在河南省铜瓦厢决口改道夺大清河入海后，逐渐 筑起两岸大堤，该河段现已基本成为人工控制的弯曲性河段，两岸险工对峙，河势由险工、控导工程协同作 用，不能自由发展，摆动幅度相对较小，是黄河治理较好、比较稳定的河段。桥位河段的讯情在年内可分为 汛期、凌汛、枯水期三个时段。每年的7 1 0 月底为汛期，“月至翌
3、年2 月底为凌汛期，3 6 月底为枯水 期。桥位处的设计流量采用1 0 0 0 0 h A 3 s ；校核流量为l l0 0 0m S s 。主河槽摆动幅度为6 0 0I n ，从防洪、防凌 方面考虑要求跨越主河槽的桥梁主跨不小于1 7 0 m ，且主河槽内布墩不多于3 个。 桥址区覆盖层以第四系河流冲积相的沙土、粉质沙土、粉土及粉细沙为主，覆盖层厚度1 0 0 m 10 0 0 m 。 覆盖层深度2 0 3 0 m 以上的全新统地层，为软塑状的士体；以下的更新统地层为硬塑状沙性土与密实状砂 类土，层位稳定，厚度大。 该桥位于山东半岛鲁北平原的北部，属中纬度、温暖带、半干旱、大陆性季风气候区，
4、年均气温1 2 4 1o C ， 极端最高气温4 4 9 。C ，极端最低气温一2 2 8 0 c 。年降水量平均5 9 8m m 。 铁路为地方铁路I 级，平纵断面按国铁I 级设计，单线铁路，最大纵坡5 0 ，牵引质量4 0 0 0 t ，铁路荷 载为中活载。 公路为双向四车道，桥梁计算行车速度6 0k m h ，车辆荷裁为汽车一超2 0 、挂1 2 0 ，公路最大纵坡不大于 3 ，桥粱总宽1 9i n ，两岸引道公路接线按一级公路标准设计，总宽2 4 5m 。 地震基本烈度为6 度，按7 度设防。 通航标准为内河r v - ( 2 ) 级航道，净高8 m ，净宽5 0 m 。最高通航水位采
5、用2 0 0 3 年水平年流量30 0 0 I n 3 s 对应水位+ 1 5 8 9 m ，另加3 0 年淤积高度2 8 5 1 3 1 ，则相应通航水位为+ 1 8 7 4 I T L 。设计洪水位+ 2 4 2 9 n l ，规 划堤顶高程+ 2 6 3 9m ( 比设计洪水位高2 1m ) 。 桥梁3 7 f _ - ；墨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - t l - _ - - - - - _ _ _ - _ _ _ _ _ 叠攀l I - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ j _ 嘲_ _ _ - _ _ l _ I - _ 目l _ _ - _ _ 目I l _ _
6、 _ I E 主桥桥型方案是由桥位处的自然环境和建桥簪件决定的。所选择的方案必须充分考虑目前国内桥梁的设 计、施工水平，综合考虑大桥的实用性、技术可行性、安全性、经济性以及建筑效果，设计对以下各种桥式 分别进行比选，见表1 。 裹1 主桥桥型方案比较 桥型方案桥武布置横断面布置主要优点主要缺点 公路、铁路结构剐度大，成桥后维修桥墩低，温度及收缩徐变产 预应力混凝 一型! ! j 二型。型一 同平面平养护工作t 少；技术成熟。 生曲水平力大；粱高较高， 土连续刚构r 一一2 彳。一面一_ 翦一 行布置安全可靠增加引桥长度 预应力混凝 皂竺竺型兰兰三 公路、铁路主桨恒载较大增加下部结 嗣平面平 技
7、术成熟，安垒可靠；成 桥后雏修养护工作量较少 构工程数量；粱高较高增 土连续粱lT 一一r t r 一 行布置加引桥长度 钢桁粱 一蹩丛! 业 二型一一 公路、铁路技术先进，景观效果较好。 设计科研及施工周期长、难 斜拉桥 产辞鑫霹避 上下层布减少主桥桥墩数量，有利 度大；在满足铁路桥横向刚 度的前提下，桁宽较宽，工 置于黄河排洪、排凌 程造价高 一一婴! “f ! 丝! ! ：堡i 公路、铁路 施工复杂，工期长，珙踌占 钢系杆拱上下层布 技术成熟，桥型美观大方， 用公路路面，造价高，经济 造型优美。秉观效果较好 b 掣啦擎蕊峄固啐叫 置性差 公路、铁路 技术成熟。安奎可靠，施 平弦钢桁梁。一
8、坐生业型堡型一一。上下层布 工工艺成熟，工期短，造秉观效果较斜拉桥及系杆 价低，公路两岸接线颠畅拱桥单调 严。“T 日皿皿P 珊皿鼍珊盛四? 一 置 方便 公路、铁路立面线型倚沽。景观效果 铁路居中，公路在两倒，滩 斜拉索加劲 _ ：。l o Sc 1 i ! f j 一7 3 C # 钢桁粱 I ，一t m 、，一一“五kj 同平面平较好，相同条件下公藩引地分为三座桥。对排洪、摊 行布置桥艋造价低凌不利。施工周期长 公路、铁路 立面线型筒沽，景观效果铁路居中。公路在商侧，潍 刚性悬索加t 帅5i 8 0 + 1 。O = 7 8 0 同平面平好，相同条件下公路引桥 地分为三座桥，对排洪、排
9、劲钢桁粱 L 一协d 】丑B 。，一E * h 目d h J l10 I 行布置短造价低凌不利。施工周期长 综合比较各方案造价、景观，旌工难易程度及结构耐久性等因素后，选择平弦钢桁粱作为主桥的桥型方案。 4 桥式方案总体布置 主桥主跨采用( t 2 0 + 3 1 韶+ 1 2 0 ) m 平弦连续锕桁粱方案跨越主河槽，如图1 所示。 1 1 I ；! 】j 屯竖目o ! 匝丑氮卫j 亚1 1 瑶甄王丑丑强强强亚E I I 甄型监甄! 五亚；I 亚z 涵豆碍 B鹦 业。地 ，照业 豳1 主桥立面总布置圉 主桥公路在上层，铁路在下层，公路桥匿宽1 9 m ，横断面布置如图2 所示。 3 7 2
10、2 0 0 6 年中国交通土建I 程学术论文集 圈2 主桥横断面布置图 黄河大堤之间的滩地铁路引桥采用4 0 n l 部分预应力混凝土简支箱梁，出黄河大堤后陆地铁路引桥采用 3 2 m 及2 4 m 简支T 粱。 公路引桥出生桥钢桁梁后，利用平曲线平面弯出与铁路引桥平行布置，公路引桥与铁路引桥桥中心线距 离为2 7m ，滩地公路引桥跨度与铁路引桥相同，陆地公路引桥采用3 0m 简支T 梁。 公路、铁路桥梁跨越黄河大堤采用高填土平交方式跨越。 主桥采用( 1 2 0 + 3 1 8 0 + 1 2 0 ) m 五孔平弦连续钢桁粱，钢梁全长7 8 t 5 m ，桁高1 8 m ，桁宽u m ，节
11、间长1 0 m 。主桁弦杆全部采用箱形断面，最大扳厚6 0 l l l l n ，由于杆件内力变化太大，主桥弦杆采用变高度 截面，普通弦杆截面高度 一8 4 0 a i m ，个别杆件截面高度 = 10 4 0 12 4 0 m m 。斜杆及竖杆采用箱形或H 形 两种断面形式，截面高度h = 4 2 0 10 4 0 1 1 1 1 1 1 。铁路桥面系采用纵横粱体系的明桥面，普通横梁高2 0 i n ，纵 梁高1 4 2n l 。公路桥面系采用纵横梁体系，桁外两侧各设置公路托架，公路横梁及托架高1 7 m ，纵梁高0 8 m ， 公路纵梁上置钢筋混凝土桥面板，公路面全宽1 9n l ，行车道
12、净宽”51 1 1 。钢粱主体结构为栓焊结构，主桁 结构钢材材质采用1 4 M n N b q ，桥面系和联结系等采用Q 3 4 5 q E ，辅助结构钢材材质采用Q 2 3 5 c 。钢桁梁支座 采用滑板式铰轴铸钢支座。主桥下部结构基础采用钻孔桩基础方案，墩身采用圆端形，厚5 m ，横向墩宽1 1 1 1 1 。 主桥钢桁粱施工采用单向架设法施工，除第一孔钢梁采用膺架法施工外，其余各孔均采用辅以临时墩的悬臂 安装。钢梁架设安装完毕后，再安装桥面板，浇注接缝混凝土。 滩地铁路引桥4 0 m 箱梁按部分预应力A 类构件设计。粱全长4 0 6 m ，梁高2 8 m 。按梁场预制，架桥 机架设的施工
13、方案进行设计。单片梁吊重约2 7 0t 。陆地铁路引桥采用3 2m 及2 4m 标准简支预应力混凝土 筒支T 梁。铁路引桥墩台基础均采用钻孔桩基础。 滩地公路引桥采用4 0 m 预应力混凝土筒支T 粱，梁高2 4 m ，直线段粱长4 0 6 6 n l ，支座中心距3 9 7 i 1 1 。 陆地公路引桥采用3 0n l 预应力混凝土简支T 梁，粱高2 0m ，直线段梁长2 9 9 6m ，支座中心距2 9 1m 。滩 地及陆地公路引桥T 梁横向均布置8 片粱，间距2 , 3i i l ，均为结构简支桥面连续。公路引桥墩台基础均采用 钻孔桩基础。 公路、铁路引桥跨越黄河大堤均采用平交高填土方式
14、，需在黄河大堤堤顶修高填土路基，增力n 了黄河大 桥渠3 7 3 堤堤身及地基的应力，为避免黄河大堤产生明显沉降变形与堤身产生裂缝，确保黄河防洪安全，对大桥平交 黄河大堤段内的防洪工程进行了堤防加固、控导加固、堤顶道路及绕行道路等加国处理。 6 结束语 本桥为黄河上第一座公铁两用大桥，整个生礁韵设计施工难度大，技术含量高。主桥采用上下层布置的 平弦连续钢桁梁，受黄河下游防洪、防凌条件限制，主跨达1 8 0 m ，是目前国内同类型桥梁的最大跨度；桥 梁跨越黄河大堤处的桥台受黄河大堤规划堤顶高程限制，台后填土赢达1 8 m ，填士高度在国内也是罕见的。 本桥的建成将给大跨钢桁梁及高填士桥台的设计与旅工积累丰富的经验。 参考文献 【1 】沈成章，王燮培等孙口黄河大桥技术总结北京：科学出版社，1 9 9 7 【2 】李富文，伏魁先，刘学信，钢桥- 北京：中国铁道出版社，1 9 9 2
