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主桥结构设计 5.1. 主桥总体布置及主桥结构体系 主桥桥型为下承式简支拱桥，采用钢结构。主桥计算跨径为230m，主桥全长233.2m。 主桥支承体系采用简支体系，在主墩墩顶处设固定支座、纵（横）单向活动支座和双向活动支座；为提高桥梁的抗震安全性能，支座均采用摩擦摆球型支座。 5.2.设计计算1）计算软件 计算采用有限元程序。 2）设计荷载 a）恒载：一期恒载，钢材容重取78.5KN/m3，钢筋混凝土容重取26.5KN/m3。 二期恒载包括防撞护栏、桥面铺装、人行道、过桥管线等，按实际重量计取。 b）活载：汽车荷载：城-A，6车道；人群荷载：按《城市 桥梁设计规范》计算取值。 c）温度：按《公路桥涵设计通用规范》计算取值； d）风荷载：设计基本风速V10=27.3m/s。风荷载标准值按《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01—2004）中有关规定计算； e）其它计算参数均按相关规范取值。 3）抗震设计概述 根据《中国地震烈度区划图》及建筑抗震设计规范，本区抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地基本特征周期为0.35s，抗震措施按7度设防。 本桥主桥为单跨跨度超过150m的下承式钢箱系杆拱桥，抗震设防分类为甲类。 抗震设防目标：在E1地震作用下，结构总体反应在弹性范围，基本无损伤，桥梁在震后可立即使用。 在E2地震作用下，结构可发生有限或轻微的地震损伤，不需要修复或经简单修复可立即使用。 地震计算采用反应谱和时程分析，并相互校核计算结果。 4）计算结果 计算结论均满足现行规范要求，计算结果详见全桥计算报告。 5.3.主桥上部结构5.3.1．拱肋 拱肋采用钢结构，箱型截面，桥面外侧左右两道。主桥计算跨径230m，矢高38m，矢跨比1/6.05，拱轴线线型为二次抛物线。拱肋为提篮形式，拱肋向内倾18o。拱肋中心线在拱顶处横向距离为7.114m，拱脚处距离为30.622m。 拱肋采用等高度箱形截面，高3m，宽2.2m。拱顶G1~G12节段顶、底板厚度均为28mm，腹板厚度均为24mm；G13~G16节段顶、底板厚度均为32mm，腹板厚度均为28mm；G17~G18节段顶、底板及腹板厚度均为32mm。在顶、底板和腹板设5道和8道纵向加劲肋，加劲肋均为板形，高200mm，厚16mm。沿拱肋底纵向每隔约2m设一道横隔板，板厚为14mm和20mm（吊杆处）。横隔板与拱轴线垂直设置。其中拱肋底板和耳板连接处需要采用Z向钢板（抗层状撕裂钢板）。 单侧拱肋共分为35个节段，最大节段重量约为25.3t（G18节段）。 拱肋钢材材质均为Q345qD。 5.3.2．纵梁（系杆） 纵梁采用钢结构，箱型截面。纵梁处于R=4000m的竖曲线上。纵梁在平面投影为直线。 纵梁采用等高度箱形截面，高2.5m，垂直宽2.2m。底板厚32mm，顶板厚28mm，斜腹板厚24mm。在顶、底板设4道纵向加劲肋，在腹板设5道加劲肋，板形加劲肋高200mm，厚16mm。沿中心线每隔3m设一道横隔板，板厚为14mm和20mm（吊杆处）。其中纵梁顶板和耳板连接处需要采用Z向钢板（抗层状撕裂钢板）。 单侧纵梁共分为35个节段，最大节段重量约为25.6t（X1节段）。 纵梁钢材材质均为Q345qD。 5.3.3．拱脚 拱脚为纵梁和拱肋交接段，其箱内增设了1条腹板，其中外侧腹板厚度为32mm，中间腹板厚度为24mm；顶、底板厚32mm。在顶、底板和腹板设纵向加劲肋，加劲肋与拱肋及纵梁对应，板形加劲肋高200mm，厚16mm。拱脚拱部每隔约2m设一道横隔板，板厚14mm；拱脚纵梁每隔1.6m、3m设置一道横隔板，板厚14mm、24mm和32mm；支点位置设置32mm厚横隔板，并采用加劲肋进行加强，拱脚支座位置处设置2×2m调平垫板，垫板中心高度厚50mm。 拱脚钢材材质均为Q345qD，其中两外侧腹板选用Z向钢板（抗层状撕裂钢板）。 5.3.4．横梁 桥面系沿纵向每隔3m设置一道横隔梁，与吊杆位置间隔对应，拱脚位置设置端横梁，在端横梁外侧设置牛腿来安装伸缩装置。 1）一般段横梁 一般横梁为工字钢梁，梁长31.1m，梁高2500～2720mm，上翼缘在桥面范围内设1.5％横坡，底板为水平设置。工字梁下翼缘宽600mm，厚20mm；横梁腹板厚12mm，设有竖向加劲肋，加劲肋宽120mm，厚12mm，间距1.2m~2m布置一道，加劲肋的高度随梁高变化，顶部水平加劲肋300mm宽，通长布置；底部水平加劲肋150mm宽，布置在与纵梁相接位置约6m长。 横梁与纵梁内横隔板对应布置，与纵梁连接采用焊接连接。 钢材材质均为Q345qD。 2）端横梁 端横梁采用钢箱梁结构，布置在拱脚处，梁长31.1m，梁高2500～2720mm，顶板在桥面范围内设1.5％横坡，箱梁宽10.8m，顶、底板厚均为14mm；箱内共设置6条腹板，腹板为直腹板，厚14mm。横桥向的端横梁内腹板设置4道劲肋，底板共设置21道加劲肋，板形加劲肋高200mm，厚16mm；顶板设置纵桥向的U型加劲肋与桥面正交异形板对接。端横梁每隔3.0m设一道横隔板，板厚12mm，横隔板的高度随梁高变化；横隔板中间设置一道竖向加劲肋，加劲肋尺寸同纵向加劲肋。 端横梁梁端为适应伸缩缝要求，设置600mm牛腿构造，牛腿顶面低于钢桥面板380mm，设置范围为行车道宽23.1m。 端横梁与拱脚采用焊接连接。钢材材质均为Q345qD。 5.3.5．吊索 拱肋每侧各设置35根吊索，全桥共70根。吊索纵桥向间距为6.0m，吊索最长35.921m，最短5.72m。吊索采用PES(FD)7-73镀锌（环氧）钢丝拉索，标准强度为1670MPa，弹性模量为2.05×105MPa，吊索和拱肋、纵梁耳板采用叉耳式锚固连接。为适应纵梁高程变化，吊索在桥面锚固处夹角均匀调整。吊索在纵桥向的立面投影为铅垂线。吊杆调节杆位置设置可转0.008弧度的球铰。 5.3.6．横撑 拱肋间共设置7道横撑，横撑采用圆形截面杆件。直径2000mm，板厚均为16mm，截面共设置16道加劲肋，板形加劲肋高200mm，厚16mm；横撑中心与主拱内横隔板对应，并于主拱肋内增设加劲肋与横撑加劲肋对应加强。横撑内每隔2.0m左右设置一道横隔板，板厚12mm。 钢材材质为Q345qD。 5.3.7．桥面正交异性板 桥面正交异性板厚14mm，板下U型肋间距为600mm，高280mm，厚8mm。 桥面正交异性板支撑于一般横梁上，其下横隔板与横梁焊接连接。桥面正交异性板横向两端与纵梁顶板焊接连接，纵向板块顶板之间及与端横梁顶板均采用焊接连接为整体，节段U肋连接采用高强螺栓连接。 钢材材质均为Q345qD。 5.3.8．拱肋装饰结构 主拱与纵梁的外侧面中心焊有400×100mm宽、高的装饰板，板厚4mm。 钢材材质为Q235c。 5.4. 主桥下部结构设计主桥桥墩采用门式框架结构桥墩，墩柱及墩顶横梁均设计为箱型空心截面。主桥为简支体系，故主桥桥墩均为过渡墩，主桥支座放置于墩柱顶，引桥支座放置于墩顶横梁上。 桥墩横桥向总宽度43m，为使墩身弯矩尽量平衡，桥墩纵桥向设偏心，桥墩中心线沿着纵向向主桥侧偏心110cm。 墩柱采用箱型截面，外侧设计为圆端形减少水流阻力，圆弧半径350cm，其余两角设100cm圆弧倒角。墩柱顺桥向700cm，横桥向950cm，箱室内空为带倒角矩形截面，顺桥向500cm，横桥向590cm，箱室倒角尺寸为100x100cm。墩柱竖向设置两道横隔板，隔板厚100cm。 墩顶横梁截面尺寸为700x700cm，箱室壁厚100cm，箱室倒角尺寸为100x100cm。横桥向引桥支座下均设置横隔板，板厚100cm。 主墩承台采用圆形承台，承台半径590cm，承台厚度400cm，承台下中心布置1根桩基，外侧环向布置6根桩基，桩基间距均为420cm。桩基直径为φ200cm，均设计为端承桩。 5.5主桥施工要点本桥结构体系及构造细节非常复杂，为确保施工质量能满足规范、设计要求，施工时应严格按照有关规范的规定及设计要求进行执行，对各主要工艺应制定详细的施工细则，并报监理、监控和设计单位审核通过后方可进行作业。 主桥结构体系安装施工主要步骤如下： 1）现场三通一平，完成施工准备工作； 2）搭设水上施工平台，施工桥梁下部结构及南岸门式刚构； 3）施工临时支墩及防撞钢管桩，施工临时支架，按要求对钢管桩及支架进行预压试验； 4）工厂适时制造钢结构节段； 5）安装导梁及步履式顶推系统，钢结构节段运至现场进行拼装； 6）顶推钢结构节段（纵梁及横梁）至设计位置； 7）利用桥墩处支架平台安装、焊接拱脚节段； 8）在临时支墩上接高塔架，搭建吊装龙门架； 9）桥面上搭设拼装支架，现场拼装拱肋节段； 10）利用龙门架提升拱肋节段至设计位置,焊接拱肋各节段； 11）安装吊杆，并按设计要求对称张拉吊杆； 12）拆除临时设施，施工引桥及相关附属结构设施； 13）竣工验收。 | 
