澜沧江大桥的桥型选择

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澜沧 江大桥 的桥型选择
侯 菊 芳 ‘ 陈 星 烨
（ 、 西 交通职 业技 术 学 院 。 西 南 昌 ３ ０ １ ２ 长 沙理 工 大学 。 南 长 沙 ４０ ０ ） Ｉ江 江 ３０ ３ 、 湖 １０ ０ 摘 要： 文章介绍了谰沧江大桥整个设计前期的桥 型方案选择与拱桥 各构件的细部 比选。
关键词 ： 拱桥； 钢筋琵凝土叠拱 ； 拱桥构造细部； 拱上建筑
养护维修 工作量大 ；比选 表ｌ １ ． １地理位置 。澜沧江大桥位于大理 白族 结论 ： 采用。２ ． 不 ． ３钢筋 ２ 自治州永平县 杉 阳镇与 保山 市水寨镇 的分 界 混凝土桁架拱 。 优点 ： 技术 处， 桥位距霁虹桥约 ３ｏ 。 ｏｍ 距善德桥 约 ２０ 成熟 ， 工方便 ， ０ｍ， 施 较新 颖 ； 是大理 一瑞丽铁路的控崩性工程之一。 缺点 ： 满足横 向刚度后 ， 拱 ８ ｍ 矢跨比 Ｉ 的钢筋混凝土肋拱 ； ／ ６ 下拱采用 １ ． ２主要 技术 标准 。 １ ． 路 等级 ： 肋截 面过大 ， ２ ． １铁 Ｉ 难以按正常的悬臂拼装法施工 ； 对 ３ ６ 、 ３ ｍ 矢跨 比 ｌ ３ ． 的钢筋混凝土板拱 。 级。 １ ． ． ２正线数 目： ２ 单线 （ 桥按双线设计 预 岩石节理的闭合不利 ； 本 横向刚度相对较差 ； 比选 跨度 ３ ０ 。 ４拱上建筑的综合比选 不采用。 ．４ 双层钢筋混凝土板拱 ： ２． ２ 跨度 留 ） ｌ ． 路 段 旅 客 列 车设 计 行 车 速 度 ： 结论 ： 。 Ｉ３ ２ ４ ． １立柱形式的 比 。 选 立柱形式有板式 、 双 １０ ｎ ｎ １ ． ４ ｋＣ 。 ． ４线间距 ：． 。 －５ ２ ４ ｒ １ ．地震动峰值 ３０ 矢跨 比 Ｉ ， Ｏ ｅ ２ ２ ｍ。 ／ 小跨拱跨度 ７ ｍ 优点 ： ３ ０； 技术 本次设计对从景观、 力学性能 加 速度 ：．ｏ 。 ｏ２ ｇ 成熟 ， 较新 颖 ； 缺点 ： 横向刚度相对较差 ， 肋 柱式等多种形式 ， 拱 １ 对澜沧江大桥 的设计定位 。大瑞铁路 受力不合理； ． ３ 比选结论 ： 不采用 。２ ． ． ５钢箱拱 ： 等 多方面进行综合比较后 ，推荐采用横 向双柱 ２ 上 下拱之间 是我 国新时期建设的大能力 国际通道 ， 作为其 优点 ： 技术 成熟 ， 震性能好 ， 抗 较新颖 ； 缺点 ： 造 式立柱。为改善结构的受力行为 ， 、 跨越亚洲著名 的国际性河流 一 谰沧江控制性工 价高 ， 后期养护维修工作量大 ； 横向冈度相对较 的立柱采用纵 向双薄壁形式。 ４ 拱上梁体结构形式的比选。 ． １拱上 ． ２ ４． ２ 程 ，客观上需要澜沧江大桥成为展示我国桥梁 小 。钢箱节段运输困难 ；比选结论 ：不 采用。 建设科技水平的标示性工程和景观建筑。桥址 ２２ 钢桁拱 ： ．． ６ 优点 ： 技术成熟 ， 抗震 性能好 ， 景 粱体结构方案的选择 。拱上建筑 的刚度是大跨 下游 的小湾水 电站 的蓄水后 ，西南丝绸之路 ” 观效果较好 ； “ 缺点 ： 造价高 ， 后期养护维 修工作 度铁路拱桥设计的关键技术问题之一 ，常见的 上的一代名桥 一 霁虹桥 的遗址也将被淹没 ， 这 量 大； 横向刚度小 ， 杆件运输困难 ； 与道碴桥 面 梁体结构形式主要有简支 梁、连续梁和刚构 一 也赋予了澜沧江大桥传承丝路文ｌ 的重任本桥 的结合有一定 的争议 ， 狙 交汇处节点次应力 大 ； 比 连续组合粱。简支梁是铁路桥梁广泛采用的桥 简支 施 对基础不均匀 桥高 ２Ｏ 。 ｇｒ 跨度大于ຫໍສະໝຸດ Baidu３０ 该桥建成后必将成 选结论 ： 采用 。２ ． ｅ ２ｍ。 不 ． ７钢筋混凝土叠拱 ： ： 式 ， 梁的设计 、 工较简单 ， ２ 优点 温度变化等适应性强。 但结构的抗震性能 为桥高最高和跨度最大的混凝土铁路桥 ，对于 技术成熟 ， 景观效果 较好 ， 养护维修工作量少 ； 沉降 、 拱上结构 的纵 、 向刚度较差 ， 横 且桥 提高我国桥梁建设的科技含量和建设水平将起 降低了立柱高度 ， 提高了结构的整体刚度 ； 由于 相对较差 ， 支座较多 ， 景观稍差 ， 后期养 护维修 到积极的推动作用。 有上拱 分担荷载 ， 下拱 的圬工量明显减少 ， 施工 梁伸缩缝 、 此外从施工角度而言， 由于现场施工 １ ． ４对建设条件的认识 。１ ． ． １大跨 （ ４ 桥梁 难度降低 ， 造价低 ； ： 缺点 施工周期相对较长 ； 比 工作量大 ； 场地狭小 ， 无法采用预制架设的方案 ， 也使得采 跨径大于 ３ ０ 高桥 （８ ｍ） ．． 烈度 地 选结论 ： ２ ｍ） ２ ０ 。１ ２高 ４ 推荐采用。 用简支梁 的必要性大大降低。因此本次设计不 震区（ 八度区， 动峰值加速度 ｏ ｇ 。１ ． 通 ． ） ．３交 ２ ４ ３拱桥各构件的细部 比选 运输困难 。 ．４ 山高坡 陡， １． ４ 施工条件极为恶劣。 ３１板拱与肋拱的选择 ： ． 板拱 的优点是横 采用简支粱 。等跨连续粱结构与同等跨度的简 从静力特性而言， 连续梁由于相 邻跨 １． ．５岩体较为完整 ， ４ 但有垂直节理发育。 向刚度大 ，通过方案 比选时对钢筋混凝土板拱 支梁相 比， １ ｊ工程地质条件评价 。澜沧江大桥桥址 的动力特性分析可知 ，上承式拱桥的振动更多 可以提供弹性约束 ，从而使结构的刚度较简支 对列车运行 的安全性和舒适性更 为灰岩 、 燧石灰岩 ， 加之地处澜沧江活动断裂带 的表现为主拱的横 向振动 ， 因此作为主要 的受 粱 明显提高 ， 但其也存在支座 的养护维修工作量大 ， 内， 造复杂 ， 构 桥渡区由于受 两条断层的夹持 ， 力构件 ，下拱采用钢筋混凝土板拱以尽量增加 加有利 ； 两端岸坡 陡峻 ， 岩体破碎 ， 右岸 发育有危岩 、 岩 其横向刚度是 比 合适 的选择。而上拱 的功能 如何实现各桥墩在正常荷载下 自由变形 ，而共 较 堆， 边坡稳定性较差。 对工程影响较大 。 地表水 是为立柱提供约束并协助下拱承担 部分荷载 ， 同承担上部结构传递的地震力是一个尚未解决 为澜沧江江水 ， 届季节性水流 ， 下水以岩溶水 通过分析计算 ， 地 因此不推荐采用连续粱结构。 而刚 上拱也采用板拱， 其对整体刚度 的技术难题 ； 及基岩裂隙水为主。不 良地质为滑坡、 岩、 危 岩 的贡献小 于对质量 的贡献 ，因此 上拱采用 肋 构一连续组合梁既保证了各桥墩共同承担上部 结构 的地震力 ， 以保证温度 、 又可 混凝土收缩徐 溶、 地震 区， 无特殊岩土 。桥址工程地质条件较 拱 。 差。 ３ 拱轴线的选择。 ． ２ 大跨度上承式拱桥 ， 变引起的二次内力 在一个 合理 的数值范 围内， 由 因 ２桥型方案 的选择 于立柱的 自 重大 ，拱上荷载 的换算集度 自拱顶 同时结构 的整体 刚度较连续梁进一 步增 强 ， ４． ２ ２ ． １拱桥与其他桥 型方案的比选 。桥址处 至拱脚变化剧烈 ，因此一 般均 需选择大于 ２ 此推荐采用刚构连续组合粱结构。 －２梁体截 ． ５ 两岸岩石较为完整 ， 但有竖直方向的节理发育 ， 的拱轴系数 ， 方能获得 比较理想的内力状态 ， 经 面形式的选择 。目前轨道交通高架桥 中可采用 因此适合采用有推力 的结构 ， 如拱桥 、 反吊桥 、 综合分析 ，选取 ｍ ３ ＝． ０的悬链线作为上肋拱 的 的截面形式 主要有箱梁和 Ｔ梁 。由于本桥两端 斜腿刚构 、 斜塔斜拉桥等 以利于岩体稳定 ， 从而 拱轴线 ， ３５的悬链线作为下拱 的拱轴线。 均为隧道 ， 从工期角度考虑 ， 不适合采用架桥机 ｍ＝ ． 有效提高结构的安全性 。 ３３矢跨比的选择 。矢跨比是影响拱桥力 架设的方案 ；而现场浇筑的 Ｔ梁徐变变形不易 ． 且施工周期 较长 ， 同时建筑风格与桥梁主 ２ ． ２拱桥方案 的比选。拱桥是我国传统的 学性 能的重要参数 ， 跨径相同时 ， 矢跨 比越大 ， 控制 ， 因此不采用 Ｔ梁。 箱梁是 目前国内外 桥型， 自古至今 ， 数量繁多 ， 千姿百态 ， 为各种桥 结构的竖向刚度较大 ， 的轴力越小 ， 拱脚 受地基 体不协词 ， 型之首 。新材料 、 新技术、 新工艺的运用及先进 承载力控制 时， 整体性能好 ， 扭转刚 基础的造价也相应降低 。 但横向 广泛采用的结构形式之一 ， 的建桥技术更赋予 了它新 的活力和内涵 ，使这 刚度有所减弱 。 且景观效果较好 ， 因此推荐采用箱梁。 本桥受地形条件控制 ， 采用高矢 度大 ； 古老的桥型得到了充分 的丰富和发展 ，焕发 跨比可以减小 主拱 的跨度 ， ４ ． ３拱上建筑比选 的结论。采用双柱式桥 采用 １ 矢跨 比， ／ ３ 拱 并在立柱问设 置横梁 ； 上部结构采用刚构连 出时代气息 。 下面就拱桥方案进行详细 的比选 。 桥的跨度为 ３０ ， ２ ｍ而采用 １ 的矢跨 比， ， ５ 则必须 墩 ， ２． ． １钢筋混凝土板拱 ； ２ 优点 ： 技术成熟 ； 缺点 ： 采用 ３ ０ ７ ｍ以上 的跨度。由表 １ 的分析 可知 ， 前 续组合粱方案。 ５结论 为满足铁路桥横向刚度要求 ， 主拱圬工量过大 者的刚度仍略小 于后者 ，因此设计 中最终取 下 （ ２￣ｍ３， ２０ ）施工难度大； 施工周期长比选 结论 ： 拱 的矢跨比为 ｌ Ｉ。 通过实 际施 工发现 此方案在造 型选择上 ， ３ 而从减小立柱 自由长度的 ３ 不采用 。． ２传统钢管混凝土拱 。 ２． ２ 优点 ： 技术成 角度考虑 ， 并且 在 同时兼顾景观等因素 ， 采用约 １ 的 不仅符合地质情况 ， 与周围环境相协调 。 ／ ６ 细部选择上充分考虑了整体的刚度、 强度 、 稳定 熟， 缺点 ： 拱上建 筑的剐度 较难处 理 ， 缆索 吊吊 矢跨比。 重大 ； 现场焊接 工作量大 ， 构件运输 困难 ； 期 后 ３４ 主 拱 比选 的结 论 。拱 采 用 跨 度 为 性和地震 作用下整体 的抗震性能。 ．
１概 述
一