李启智  教授级高工

 

桥梁上部结构形式类别很多，从结构上大的分类就有吊桥、斜拉桥、拱桥、刚构桥、连续梁桥、桁架桥、简支梁桥等等。就材料上分也有好几大类，圬工(混凝土)桥、钢桥、高分子化合物、木桥等。若从结构和材料混合设计，桥的式样更多姿多彩，不过现代桥梁中比较多用的还是混凝土与钢，高分予化合物材料正在发展中。由于桥粱上部构造题目太大，现仅就广东创建较早和不断发展的单索面斜拉桥作专题介绍。

斜拉桥最初出现是每跨墩上有左右两桥塔柱，两侧有斜拉索吊挂桥面，这是一般斜拉桥的形式，称之为双索面斜拉桥，随设计的多样化，又将双桥柱在行车净空以上合二为一，柱塔成为三角门式，一般称之为宝石式塔柱。吊索项部两侧合二为一的吊点，统一在一柱上，而下部与桥面接触仍是在桥面的两侧，这种斜拉桥在国内外使用较多，特别在大跨径斜拉桥上采用，典型的是上海南浦605M大桥、汕头磊石512M大桥、广州番禺的380M大桥、和白鹤洞360M大桥。单索面斜拉桥是国内仅从广州跨径为175M的海印桥开始，继而是珠海淇澳跨径为320M的大桥，再而是最近才合拢的新会崖门大桥，主跨径为338M。广东还在广州市番禺区建一座试验性的沙溪单索面板拉桥，双跨单索面斜拉桥，两跨径各60M，是将斜拉索用混凝土板包裹隐藏，简称为“板拉桥”，现将各桥的特点分别介绍如下。

广州海印大桥

珠海市淇澳大桥

    淇澳大桥位于珠江口伶仃洋的西侧，珠海市内陆唐家湾跨越金星水道到淇澳岛的一座特大桥梁，是未来跨越珠江口至东岸深圳或香港的伶仃洋大桥起步的第一座桥梁。

该桥设计是继广州海印桥之后发展的又一座独塔单索面预应力钢筋混凝土斜拉桥，主跨径达320M，是当时国内同类型桥之冠，主桥侧面布置见(图2)，主、引桥全长1400M，斜拉桥主桥部分长672M,其桥跨跨径布置40+136+320+136+40M， 其实边跨增加40M的端跨，目的：(1)解决边墩的负反力；  (2)降低边跨弯距变化幅度，改变结构受力状态；  (3)斜拉索布置比较合理。

    设计技术标准：

1、 桥幅总宽为33M，布置2M人行道+12.5M车行道+4M中间分隔带+12.5M,  车行道+2M

人行道，2M入行道含外侧栏杆，4M中间分隔带包括两条宽O.5M路, 缘防撞栏及吊索区3M。车行道12.5M按一侧三车道标准画线。(见图3)

    2、荷载标准：    汽——超20；挂——120，  人群荷载3.5KN／M2。

    3、车速标准：80KM／H

    4、坡度标准：    纵向≤3.5％  、  横向≤1.5‰·

    5、通航标准：    最高通航水位：  +2.5M(黄海)。

                     通航净高：    通航水位以上18M。

                     通航船舶：    江海直达1000吨级船舶。

    6、地震设防烈度为7度。

    7、风力荷载：    按地面20M高，风力频率1／100，10分钟平均最大风速按 40M／S。

主粱断面

    单索面斜拉桥主梁断面形状接近三角形，由于结构是双悬臂，中间是支承吊点，断面中部箱梁高为3.49M，三室箱是中间方箱，而两侧为三角箱，最外侧为变厚悬臂板。形成极佳的流线型，比之多室方形要加风咀设施简单得多，不但自重轻，而且有闭口箱粱提供需要的抗扭刚度、抗风性能好和美学上等优点。

  主梁是预应力钢筋混凝土薄壁箱梁，设计原定是采用悬臂挂篮现浇注方式，为加快成桥速度，又为了减轻吊装重量，预制箱梁时暂不做外侧的悬臂板，只留钢筋以便拼装后再进行悬浇混凝土，主粱施工是先悬拼后悬浇的方法，但悬浇部分必须比悬拼滞后几个节段，预制部分梁宽为24.4M，预制节段长为3.05M,重量为145吨，仅为半个索距 (全索距为6.10M) ，因此分为有牵索段和无牵索段，共计有192个预制节段桥面。主梁左右悬臂板现浇钢筋混凝土是轻型斜拉式挂篮施工，悬臂长4.22M，宽度为6.1M(刚好悬拼主箱梁的两个节段)，一次浇注混凝土7.9M³，重约20吨。

    主塔

桥面以上塔高76M，箱形断面，钢筋混凝土外形尺寸为3.5×7.5M，项部为3.5×6.OM  短边壁厚为1.5M，长边壁厚为O.7M，塔上部是吊索锚固区，加配置纵横向预应力筋，以抗吊索向外的拉力，横向加用32MM粗钢筋，纵向用4—7Φ5钢绞线，塔上索距为1.8M。

主墩

主墩为双壁墩，单壁钢筋混凝土墩尺寸为1 5×1.5M，墩高为20.99M．。(见图4)

    斜拉索

斜拉索为塑料护套平行钢丝索，采用Φ7镀锌钢丝组成，外包热挤高密度聚乙烯，全桥共用拉索192根，单根索最轻1.5吨，最重10吨，最短30M，最长170M。

   

    结构支承体系

    本桥采用塔、梁、墩固结的结构体系，因斜拉桥跨中是悬浮体系，施工中免不了有摆动，加上在工期有台风吹袭晃动，产生不良的次应力，采用塔、梁、墩固结，可以减少不必要的临时稳定措施。

  该桥在1993年筹备开工，曾因资金不足，筹措不及时而中辍了一段时间，延至1999年5月才全桥合拢建成。

    该桥是由铁道部大桥局设计院设计，由交通部二航局及第二公路工程局联合施工。

新会崖门大桥

    崖门大桥位于新会市南部，面临浩瀚的南海，接广东省西部沿海高速公路在珠海市斗门的雷蛛至新会市古斗段，横跨珠江八大门出口的崖门水道出口，东连金门立交，西接猫山隧道，崖门是在南宋末期的古战场，有崖门古炮台的遗址，是旅游观光景点之一，也是西部沿海高速公路的关键工稃之一。

    该桥设计是继广州海印桥之后的第三座独塔单索面预应力钢筋混凝土斜拉桥，由于位于北回归线以南，是海洋性气候热带风暴高发地区，大桥全长1288M，最大跨径为338M，桥塔高为124.6M，是国内同类型桥之最，在亚洲也算前列。

技术标准要求

    公路等级：高速。    设计荷载：汽——超20级：挂车——120。

    主桥宽度：总宽26.8M，[2×净11M+4×O．45M+3M分隔带(索区)]。

    设计洪水频率：1／300；相应设计水位为3.5M(黄海高程)。

    地震基本烈度：7度。

    通航标准：通航水位：2.87M(黄海高程)。  通航净空：48M。

              通航净宽：    底宽：≥300M、  顶宽：≥220M。

桥位处高度基准风速：60M／S。

    主墩防撞标准：按l万吨级船舶考虑。

    主线竖曲线：主桥凸曲线半径R=20000M；  纵坡：±2％。

    设计构思

    主桥设诗为塔、梁、墩固结，三跨独塔单索面预应力混凝土斜拉桥。跨径组合是165M+338M+165M，主桥全长668M，每侧边跨增设一辅墩(拉力墩，见图5)。

    主粱为预应力钢筋混凝土结构，是五室薄壁箱粱，箱梁宽26.8M，高3.48M，底宽10M(见图6)。主梁施工分为3个阶段进行：O号段位于墩顶处，下有巨大的基础承台，可以按正常有支架进行立模浇注箱梁混凝土，这段长32M，混凝土量达1Ol4.5M³，这是斜拉桥墩、梁、塔固结部。除O号段外有标准段及合拢段。主桥共有98个标准节段，施工采用下承式牵索挂篮悬臂浇注施工，每标准节段长6M，混凝土体积平均为106.3M³，要求全断面一次浇注完成。合拢段有跨中合拢段和边跨合拢段。跨中合拢段长有6M，内包括2个26号块及1个27号块，每块长2M，这段无牵索，施工简单。边跨合拢段长只有1.5M，这段与引桥墩相接，完全可以支架主模施工。

    主墩采用双壁柔性墩，墩高47.6米，柔性墩断面是12×2.4M，两墩中距6M(净距为3．6M)。

    主塔是空心钢筋混凝土结构，塔根12M高以下为变截面，以上为等截面，是往上安排25对斜拉索，空心部份在12M以下为3.30×1.0M，12M以上为3.30×1.60M，因上部为锚索区。桥塔采用C60混凝土，独塔混凝土量为l327M³，分l3个节段施工，每次浇注6M。

该桥于1998年9月动工兴建，于2001年底全桥合拢。该桥由广东省公路勘察设计院负责，施工是由广东省长大公路工程有限公司施工。

番禺沙溪大桥

    番禺沙溪大桥位于番禺大石镇，与原有的大石桥的下游，同是三枝香水道，连接新建的番禺大桥公路。

    该桥跨径不算大，基本上与大石大桥大致相同，要求通航跨径为60M，大石大桥主孔为60M的预应力T型刚构桥，因交通量增长快，不能满足要求，因而广州出口增加番禺大桥和沙溪大桥路线。

    该桥是科研的一个课题，是设计一座网内首次的单面板拉桥。(见图7)

    设计荷载：汽一20；挂车一lOO；人群3.5kn／m²。

    桥面宽度：总宽18.8M，其中机动车宽2×7M四车道，两侧非机动车道各1M，中央分隔带2M。

    桥跨布置包括主桥及引桥总长553M，  跨径组合：13×16M+1×25M+2×60M+4×25M+6×16M。

    主桥为2×60M跨独塔单面板拉桥，主梁采用预应力钢筋混凝土箱梁，主梁高1.9M，塔高(桥面起)l5M。

    结构特点是将斜拉桥的拉索，用钢筋混凝土板包着。墩、梁、塔固结，斜拉板与两侧悬臂桥面也是固结，与一般斜拉的桥面与拉索是弹性支承，因而全桥的刚性比较大。

该桥于1991年完成设计，l992年2月正式开工，1992年12月交工验收通车。该桥是广东省交通科学研究所设计，由番禺市政桥梁公司施工。