绍兴滨海大桥自锚式悬索桥设计简介

绍兴滨海大桥自锚式悬索桥设计简介

余茂峰;沈小雷

【摘要】绍兴滨海大桥主桥桥型为3跨连续半漂浮钢箱梁自锚式悬索桥。简要介绍该桥的结构特点、构造设计及关键构造处理措施。%Main bridge of Shaoxing Binhai Bridge is a 3-span continuous semi-floating steel box girder self- anchored suspension bridge. This paper introduces structural features and structural design and treatment measures for key structures of this bridge.【期刊名称】《公路交通技术》

【年(卷),期】2016(032)003

【总页数】5页(P73-77)

【关键词】自锚式悬索桥;钢箱梁;设计

【作者】余茂峰;沈小雷

【作者单位】浙江省交通规划设计研究院，杭州 310006;浙江省交通规划设计研究院，杭州 310006

【正文语种】中文

【中图分类】U448.25

滨海大桥是绍兴滨海新城展望大道上的一座大型桥梁，全长约2 km。主桥长343.6 m，宽43.2 m，双向8车道，两侧各设3 m人行道。该桥跨越曹娥江，桥位处水深达6～7 m。桥下通航净空要求：单向通航净宽108 m，双向通航净宽174 m，通航净高按设计最高水位以上23 m控制。桥址位于宁绍平原北部，曹娥

江与杭州湾交汇处，属台风影响区。设计基准风速39 m/s，地震基本烈度为Ⅵ度。滨海大桥主桥采用3跨连续半漂浮自锚式悬索桥结构，跨径布置为77.8 m+188

m+77.8 m，总长343.6 m。加劲梁采用钢箱梁，梁高3.2 m。主缆采用预制平行镀锌钢丝索股，横向共布置2根，其通过散索套分散后锚固于钢箱梁梁端，梁端

设置压重混凝土；主缆中跨矢跨比为1/5。吊索采用高强平行镀锌钢丝，PE套防护，标准间距9.6 m；吊索上端与索夹采用销接式连接，下端与钢箱梁采用承压式连接。桥塔采用H型索塔结构，塔柱为钢筋混凝土构件，横梁为预应力钢筋混凝

土构件，塔基采用承台加桩基础。主塔横梁设2个竖向拉压支座、2个侧向抗风支座及纵向阻尼器。边跨主梁梁端设2个竖向拉压支座。滨海大桥主桥结构布置如

图1所示。

索塔采用不设上横梁的“H”型结构，索塔总高65.05 m(不计塔顶索鞍高度)。索

塔由上、下塔柱及横梁组成，上塔柱高43 m，下塔柱高17.55 m，上下塔柱间为一横梁，高4.5 m。上下塔柱及横梁均采用C50混凝土。

上塔柱为等截面六边形空腔结构，壁厚0.6 m，横桥向宽3.4 m，顺桥向宽3.926 m。下塔柱为变截面六边形空腔结构，壁厚0.8 m，横桥向宽度由3.4 m渐变至4.45 m，顺桥向宽度由3.926 m渐变至5.141 m。下塔柱2.3 m范围内为实体段，上下塔柱均为普通钢筋混凝土结构。为有效扩散塔顶主索鞍传递的巨大压力，塔顶设有3.5 m渐变段，塔冠设有2.5 m高实体段。

横梁理论跨度为35.6 m，采用箱形断面，宽3.926 m，高4.5 m，腹板厚0.6 m，顶、底板厚0.5 m。在桥梁中心线处及箱梁支座处设3道横隔板，横隔板厚0.6 m。横梁顶板和横隔板设有进人孔。横梁顶板配置4束15Φs15.2 mm钢绞线，底板

配置6束15Φs15.2 mm钢绞线，腹板配置8束15Φs15.2 mm钢绞线，所有钢

绞线1次张拉完成。

主塔基础采用分离式钻孔桩基础。承台厚4.0 m，每一承台顺桥向长13 m，横桥

向宽12 m。2承台间用3道系梁联成整体，系梁断面尺寸为1.5 m(宽)×2.5

m(高)。系梁间设置3道横撑，横撑断面尺寸为1 m(宽)×1.5 m(高)。塔座厚1.6 m，顺桥向长11.9 m，横桥向宽6.0 m，四角设1.5 m×1.5 m倒角。每一承台下设9根直径为1.8 m钻孔灌注桩，桩长80 m。

由于未设置上横梁，故成桥状态下塔柱顶截面(位于横梁交界位置)在下横梁自重和钢箱梁支点反力作用下，会产生微小转角位移，理论上会导致塔顶产生约20 mm 的内侧水平位移，而在横梁预应力作用下塔顶会产生约6 mm的外侧水平位移，上述位移在上塔柱施工过程中应予以纠正。

下塔柱、横梁、承台形成框架结构，成桥状态下塔柱横桥向受力取决于横梁自重、钢箱梁成桥恒载支点反力和横梁预应力三者的组合效应，故应合理选择横梁截面及其预应力配置，以使成桥状态下下塔柱横桥向受力处于较优状态。索塔构造如图2所示。

塔顶索鞍座体采用全铸式肋传力结构，整体铸造并吊装，材质为ZG230-450。座体承缆槽宽256 mm，传力纵肋按单肋设计，肋板厚60 mm。纵肋单侧设置了7道横向加劲肋并按扇形布置，加劲肋板厚50 mm；并设置了1道水平加劲肋，其厚35 mm。

索鞍座体高度1.535 m，主要考虑主缆与塔顶边缘之间留有适量间隙(包括施工索鞍偏移状态)。鞍槽底部为2 275 mm半径的圆弧槽，超过主缆与圆弧的切点后，接半径1 000 mm圆弧段。在槽底和侧壁的端部倒10 mm半径的圆角以保护主缆钢丝。

索鞍座板也采用全铸结构，座板长3 300 mm，宽1 860 mm。座板采用肋板结构，顺桥向设置4道横肋，横桥向设置2道纵肋，板肋总高度为200 mm，底板厚50 mm。为便于塔顶混凝土的浇筑和振捣，在座板纵横肋形成的每个隔室内均开设直径100 mm的圆孔。塔柱施工时，塔顶段预留500 mm，先将座板按监控

单位提供的标高进行定位和固定，并对座板顶面进行临时防护，然后浇筑塔顶段混凝土并振捣密实。座板两侧通过10根M48锚栓与塔顶混凝土固结。

索鞍座体底面与座板顶面需进行机加工，其摩擦系数不得大于0.1，以便于架设钢箱梁时座体的顶推。为增加主缆与鞍槽间的摩阻力，鞍槽内设置了竖向隔板，待索股全部就位并调股后，在索股顶部用锌块填平，并将鞍槽侧壁用螺栓夹紧。

索鞍座体与座板之间在成桥后通过侧面和端部角钢进行栓接固定。塔顶索鞍构造如图3所示。

滨海大桥采用双索面结构，单根主缆由19根91丝Φ5.1 mm镀锌高强钢丝组成，钢丝抗拉强度为1 670 MPa。主缆在索夹内空隙率为18%，主缆直径234 mm；在索夹外空隙率为20%，直径为237 mm。主缆施工采用预制平行索股法(PPWS)，架设时19束索股按尖顶正六边形排列，架设完成后挤成圆形。

索股锚头采用套筒式热铸锚，锚杯上设有螺纹调节索股长度。锚杯长380 mm，

外螺纹Tr190 mm×8 mm，螺母直径260 mm。锚杯及螺母材质均采用40 Cr。主缆外表面采用多层长效防腐系统。主缆经压实后，在索夹之间的范围内，先用密封膏嵌缝，再缠以Φ3.1 mm的镀锌软质钢丝，最后再涂多层防护漆。

根据设计要求，进行了主缆索股破断荷载的静载试验，试验结果表明[4]，按破断

荷载拉伸且持荷5 min情况下，试验索丝股无断丝，卸载后铸体及锚具无异常。

主缆构造如图4所示。

吊索采用Φ7 mm预制平行钢丝束，外包双层PE防护，两端均采用冷铸锚。吊索上端设置耳板与索夹通过销轴连接；下端与钢箱梁通过球形垫板和球形螺母承压连接，且下端锚杯上设有螺纹调节吊索长度。吊索标准间距9.6 m，边跨短吊索采用91丝，其余均采用73丝。

吊索锚具及耳板材料采用40 Cr。耳板连接销栓材料采用40 CrNiMoA，耳板厚

87和97 mm，销轴直径为100和110 mm。根据设计要求，进行了吊索破断荷