吉林省白山市白山大桥位于白山市民乐桥原址,跨越浑江,北接市区启明路,与“营白”二级公路相接,是连接省会长春市的重要通道。南接市区靖宇路、红旗街,跨滨江街。靖宇路为交通性主干道,红线宽度24m,红旗街为生活性主干道,红线宽度30m,滨江街为支路,红线宽度16m。
1. 设计原则
桥型方案在满足使用功能的前提下,结构应力求适用、安全、经济、美观、新颖,充分体现当今先进的建桥新技术、新水平,富有时代风貌;同时桥型方案应经济合理适度,施工方便可行,结构安全耐久。
充分满足使用功能:桥跨结构选用整体性好、伸缩缝少的连续结构,提高行车舒适度,体现以人为本的原则。
孔跨布置应考虑泄洪和环保要求。
因本桥位于市区,施工对环境和周围居民的生活均产生较大的影响,应选择合理的桥型方案,为控制工期提供保障。同时还应注意美观要求需具备优美造型与周围的景色协调。
随着白山市经济增长,大桥设计时应具有一定的前瞻性。
2. 主桥设计
(1)跨度选择
桥址处江面宽约170米,从泄洪和环保的角度考虑跨度不能太小。若一跨过江对泄洪的影响最小,但这样大的主跨在两岸还需较大的边跨与之相匹配,不仅经济性差,而且不易与南岸互通式立交相接。桥址处河床平坦,水深较浅,基础施工比较简单,经比较,在河床中设一个桥墩比较合适,既将跨度减小到了100米以下,又对泄洪影响很小,水中基础施工也很简单。考虑两种跨度布置作比较,一种是对称布置南北两跨,选用85+85米,另一种是不对称布置,选用105+65米。
(2)桥型选择
跨度100米左右的可供选择的桥型较多,如连续梁桥,拱桥,斜拉桥等。本桥由于跨度较小,地质条件较好,具有支架施工的条件,为降低造价和减小后期防腐工作量,选用混凝土主梁较合适。预应力混凝土连续梁桥施工简单,造价经济,但是支点处梁高较高,按本设计中的立面线型布置,梁底距水面仅1米。其造型一般,不能体现出时代风貌,又与上游通江桥桥型类似,所以不宜选用。拱桥造形较为美观,也适于本桥跨度,但离本桥最近的上游的浑江大桥和下游的彩虹桥均是拱桥,若本桥还选用拱桥则桥型雷同,无法显示出城市建筑的多样性,给人以千篇一律的感觉。
预应力混凝土斜拉桥也比较适合于本桥的跨度,而且是白山市当前所没有的桥型,新颖美观,技术含量高,时代性强。特别是高耸的桥塔位于“营白”公路进入市中心的必经之路上,将给进出白山市的人们留下深刻印象,同时也为G201国道沿线增加了一道风景。白山大桥的建成可以作为白山市的标志性建筑。
为此,在桥型方案设计中围绕预应力混凝土斜拉桥的各种类型进行比较。
(3)方案介绍
本次方案设计阶段共拟定四个主桥桥型方案进行比较。
方案A: 两跨单索面部分斜拉桥,跨度为85+85米。
方案一:两跨单索面斜拉桥,跨度为85+85米。
主梁采用单箱三室截面,梁高2.0m。主塔截面采用“H”形截面混凝土塔柱。斜索竖琴型布置,索倾角均为30°,墩柱采用纵向4 米,横向6米的椭圆截面。
方案二:两跨单索面部分斜拉桥,跨度为85+85米。
主梁采用单箱三室截面,梁高2.5米。斜索采用扇形布置,梁上间距5米。上塔柱采用纵向3.0米,横向1.7米的矩形截面。部分斜拉桥的斜索在塔柱上的锚固区较矮,从景观上考虑,上塔柱高度定为27.3米,锚固区以上仅起装饰作用。墩柱采用纵向3米,横向6米的椭圆截面。
方案三:两跨双索面斜拉桥,跨度为85+85米。
主梁采用边主梁,梁高2.0m。斜索采用竖琴布置,索倾角均为30°,在梁上间距8m。塔柱采用 “门”形砼塔柱,塔柱顶部设一道横梁。墩柱为两根直径4.4m的圆柱。
方案四:两跨单索面斜拉桥,跨度为65+105米。北侧跨度105m,南侧跨度65m。
主梁采用单箱三室截面,梁高为2.0米,索在梁上间距南侧为4.7米,北侧为7.5米;主塔截面采用“H”形砼塔柱,墩柱采用纵向4米,横向6米的椭圆截面。
方案布置一览表
项目 跨度 塔型式 梁型式 索型式
方案一 85+85m 混凝土独柱 单箱三室 竖琴型单索面
方案二 85+85m 混凝土独柱 单箱三室 扇型单索面
方案三 85+85m 混凝土“门“型 边主梁 竖琴型双索面
方案四 105+65m 混凝土 独柱 单箱三室 竖琴型单索面
各方案支承条件均为塔梁墩固接,边墩处设活动支座。本桥为独塔斜拉桥,塔梁墩固接不会因温度变化使主塔受附加水平力,而且不需在主塔处设置大吨位支座,节省了造价。
根据桥址处的地质状况,主桥基础选用钻孔桩,持力层在微风化-未风化泥岩层。
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