關于城市跨江大橋引橋結構選型探討

肖留華

（江西省樟樹市交通運輸局，江西 樟樹 331200）

0 引言

隨著經濟的發(fā)展，國內城市跨江跨河大橋工程如雨后春筍般拔地而起。這些工程大部分均有懸索橋、斜拉橋或拱橋等特大跨徑主橋，針對主橋的選型研究相對比較完善[1]。然而關于引橋選型的研究卻相對較少。引橋造價一般占整個橋梁工程造價的一半及以上，且造型對整個工程的景觀效果也有較大影響。因此，對跨江大橋引橋結構進行選型確定合理結構顯得至關重要。

本文以樟樹市贛江二橋引橋為例，探討不同引橋方案在該項目中的優(yōu)劣性，以期在安全可靠的結構受力、施工方法和合理的經濟指標之間尋求一個最佳方案。

1 工程概況

樟樹市贛江二橋工程路線全長4.2 km，其中主橋為主跨400m橋長736m的雙塔斜拉橋。引橋總長約為1.8 km，大部分位于河道中和譽家洲上，引橋工程建安費占橋梁工程費接近一半[2]。

主要技術指標：設計荷載為公路—Ⅰ級；主線設計速度采用60 km/h；引橋橫向標準布置為：0.5m（防撞欄桿）+0.75m（檢修道）+11.75m（機動車道）+0.5 m（中央隔離墩）+11.75 m（機動車道）+0.75 m（檢修道）+0.5m（防撞欄桿）=26.5m。

2 引橋結構方案分析

2.1 設計構思

橋型方案選擇時應考慮到整個工程的組織實施，橋位橋頭區(qū)段場地條件，節(jié)段運輸和臨時施工機具設備、材料運輸、堆放問題，以及是否需要在水上拼裝大型架橋設備（如采用移動模架、臨時托架如何轉運）等。

引橋在結構形式上屬于多次重復，任何一個構造細節(jié)的變化所帶來的投資上的變化都會使得總的投資估算發(fā)生顯著變化。因此，引橋在結構尺寸的擬定上應充分注意這一特點。

充分重視景觀設計，力求造型美觀，全線各區(qū)段應風格一致，橫斷面形式基本相同，立面線形流暢，總體上與周圍環(huán)境相協(xié)調。

借鑒國內大型橋梁工程的建橋實例及成功經驗，結合橋位特點，認真分析和深入研究結合橋梁結構，確定合理經濟的橋跨布置。

2.2 引橋上部結構形式分析

（1）混凝土連續(xù)箱梁結構：預應力混凝土箱梁是成熟、普遍的橋梁主梁形式，可適應多種跨度的橋梁結構，在眾多工程中得到了廣泛運用。箱梁截面抗扭剛度大、受力特性好，且體內預應力、體內與體外預應力相結合或體外預應力技術均適用。施工方法靈活，可以采用現(xiàn)澆或預制拼裝?；炷吝B續(xù)梁結構形式多樣、適應性強，可根據(jù)橋梁寬度采用單箱單室或單箱多室箱梁結構，根據(jù)橋梁跨度采用鋼筋混凝土連續(xù)梁或預應力混凝土連續(xù)梁。

（2）預制后張預應力混凝土T梁結構：T梁結構也是較為常用的引橋結構形式，其設計和施工經驗成熟，適用跨徑范圍較大，最大跨徑達50m左右。主梁為預制構件，可在工廠或施工現(xiàn)場預制，采用梁上運梁、架橋機安裝的施工方案，待主梁安裝完畢后，澆筑現(xiàn)澆段連成整體。T梁的優(yōu)點是造價較低，施工方便，施工進度快，對變寬度橋面的適應性較強；缺點是景觀效果一般。

（3）鋼－混凝土結合梁：鋼—混凝土結合梁是一種充分發(fā)揮混凝土和鋼材不同力學材料性能的橋梁結構，其優(yōu)點是結構自重輕、下部結構工程量少，同時在施工時具有吊裝重量輕、施工速度快等特點，但缺點為造價稍高。另外，從結構受力性能上來看，連續(xù)結合梁承受負彎矩的能力較差，需采取一定的設計和施工措施，具有一定的技術難度。

（4）預制后張預應力混凝土簡支小箱梁：預制小箱梁結構簡單，設計經驗成熟，經濟指標較低，結構剛度較大，抗扭性能較好，可采用工廠或現(xiàn)場預制，安裝完成后澆筑縱向及橫向接縫，張拉墩頂縱向預應力鋼束，簡支變連續(xù)形成連續(xù)梁結構。小箱梁適用的最大跨徑為40m。

（5）預制先張預應力混凝土空心板梁：空心板梁結構是目前采用較多的高架、跨線橋等橋梁結構形式，其結構高度低，工廠化程度高，運輸、吊裝方便，對地面交通影響較小，工程造價低，已在許多現(xiàn)有高架、立交上廣泛運用。但是，由于空心板梁高較低，限制了跨徑的增加，目前通常最大跨徑25m。另外，橋墩處需設置蓋梁，景觀效果一般。

對于贛江二橋引橋工程而言，贛江南支河道大部分區(qū)域經常性處于無水狀態(tài)，根據(jù)已建大橋的建設經驗，其經濟跨徑應該在30～50m之間。結合防洪需求，譽家洲及贛江南支中的橋跨布置取為50m，而岸上引橋直接采用30m跨布置。

通過對各種橋型結構的經濟和性能比較見表1，可以看出，空心板梁和小箱梁雖然施工快捷，工程造價較低，但其最大跨徑小于50m，因此不能滿足跨徑要求；鋼－混凝土結合梁結構施工方便、受力性能好，但經濟性稍差，且施工技術難度較高。

而簡支T梁施工快捷，工程造價較低，外形一般；現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁結構，雖然工程造價稍高但其受力性能好，外形簡潔、整體輕盈、柔和，線條流暢。兩個方案施工技術均很成熟，優(yōu)缺點基本相當，且均能滿足橋梁布跨要求。

但上述的對比只限于上部結構，引橋工程造價還包含下部結構部分，仍需對總體造價的經濟性進行對比。

表1 結構經濟、性能比較表

2.3 引橋結構經濟性分析

根據(jù)已建大橋工程研究結論，在深水近海區(qū)域的橋梁，下部結構施工措施較高，增大橋梁跨徑布置后，雖然材料費有所增大，但基礎數(shù)量減少，措施費降低，橋梁總的建安費不一定增大。鋼－混凝土結合梁的跨越能力最強，因此下部結構的造價會相應較少。為綜合考慮引橋工程上下部總體造價經濟性，針對滿足跨徑要求的預制T梁、現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁及鋼－混凝土結合梁的三種橋型進行比較，。對于T梁方案，選擇50m跨進行比較；對于預應力混凝土梁，選擇50m、60m、70m三種跨徑進行比較；對于鋼－混凝土結合梁，選擇50m、60m、70m、80m四種跨徑進行比較，如圖1～圖3所示。經濟性比較僅考慮主材，下部結構橋墩高度統(tǒng)一按10m計，不計附屬結構，方案匯總見表2。

圖1 T梁方案示意圖（單位：mm）

各方案經濟性比較如圖4所示，由比較可知，50m T梁方案和50m現(xiàn)澆箱梁方案的造價相對最低。因此，這兩個方案是最為適合該項目的引橋方案。但由于這兩個方案的經濟性存在較多的前提和假設，故仍需代入實際工程情況進行同深度比較。

方案序號施工方法1 4×50m方案名稱橋梁面積/m2梁高/m墩柱形式承臺尺寸/（m×m×m）樁基礎?1.5 2.5 4根 預制安裝2 4×50m T梁 5 300 2.8 雙墩柱 6.5×6.5×2.5 4根 支架現(xiàn)澆3 4×60m箱梁 5 300 2.8 雙墩柱 6.5×6.5×3.0 5根 支架現(xiàn)澆4 4×70m箱梁 6 360 3.6 雙墩柱 8.3×8.3×3.0 6根 支架現(xiàn)澆5 4×50m箱梁 7 420 4.0 雙墩柱 10.0×6.5×3.0 6根 預制安裝6 4×60m結合梁 5 300 2.8 單墩柱 10.0×6.5×3.0 7根 預制安裝7 4×70m結合梁 6 360 3.6 單墩柱 10.0×9.0×3.0 8根 預制安裝8 4×80m結合梁 7 420 4.0 單墩柱 10.0×9.0×結合梁 8 480 4.5 單墩柱 13.75×9.0×3.0 10根 預制安裝

3 引橋設計方案對比分析

圖4 各方案經濟性比較圖

贛江二橋引橋工程分為北岸引橋和南岸引橋。針對上述兩種引橋方案采用相同的布跨形式。北岸引橋共2聯(lián)，跨徑布置為4×30m+5×30m=270m；南岸引橋共9聯(lián)，跨徑布置為2×（4×50m）+2×50m+3×（4×50 m）+3×51 m+（33+54+33）m+5×30 m=1 523m。引橋除跨越岸上濱江大道采用54m跨外，其余50m跨為江中段，30m跨為岸上段。橫斷面除謄家洲匝道橋處橋面由26.5m變?yōu)?7.911m外，其余為等寬度26.5m。

引橋兩個設計方案的特點見表3，兩個方案布跨完全相同。兩個方案均為常用結構，受力性能合理，施工工藝成熟。T梁采取預制安裝的施工工藝，施工質量容易控制，施工方便，施工速度快，而連續(xù)箱梁采用現(xiàn)澆工藝，對施工質量要求高，施工速度相對較慢；連續(xù)梁結構的外觀、受力性能及行車舒適性等優(yōu)于T梁結構，T梁結構雖然外形一般，但受力性能及行車舒適性也能滿足使用要求，且為一種常用結構；在造價方面，連續(xù)箱梁方案比T梁方案高14%，T梁方案具有優(yōu)勢。

表3 引橋方案比較表

但由于贛江二橋為城市橋梁，對景觀效果要求較高，連續(xù)箱梁結構兼顧了經濟性和景觀要求，因此引橋推薦連續(xù)箱梁結構。

4 結 語

在大跨徑橋梁建設越發(fā)成熟的今天，引橋工程的選型問題往往容易被忽略。引橋工程的建安費占整個工程費用的比例越來越大，引橋方案更應根據(jù)不同地域特征和要求，將橋梁結構的經濟實用性和美觀適用性有機結合起來，確定合理、最優(yōu)的方案。

借助樟樹市贛江二橋引橋工程，詳細分析了選型過程，不僅定性分析了各種常用引橋上部結構優(yōu)劣性，還對經濟指標給出了定量分析。最后回歸到工程實際，找出最合適的引橋方案。