豐城劍邑大橋位于江西省豐城老城區(qū)北邊緣,,是跨越贛江的一座特大橋,也是規(guī)劃的豐城市外環(huán)快速干道的重要組成部分,。豐城劍邑大橋總投資6億元,。該橋為斜拉索大橋,主塔高102.3米,,橋主孔跨徑為55米+2x165米+55米,,為H型直立塔,其造型賦予了豐城厚重而豐富的文化內(nèi)涵,,兩塔肢分別象征著豐城歷史傳說中的“龍泉”,、“太阿”雙寶劍,氣勢恢弘,雄偉挺拔,。
劍邑大橋坐落在豐城市的贛江兩岸,,是拉動豐城經(jīng)濟發(fā)展的命脈大橋,也是一座展示豐城改革開放的景觀大橋,。劍邑大橋的建成,,將把新城區(qū)、老城區(qū),、工業(yè)園區(qū),、豐礦循環(huán)經(jīng)濟區(qū)連為一體,,全面拉開“一江兩岸,、一江三橋、一城四區(qū)”面積達(dá)70平方公里的現(xiàn)代化中等城市建設(shè)路網(wǎng)框架,,為豐城經(jīng)濟發(fā)展拓展空間,、積蓄后勁、奠定基礎(chǔ),,對豐城經(jīng)濟社會跨越式發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義,。
主塔為H形直立塔,兩塔柱賦予寶劍內(nèi)涵,,象征著豐城歷史傳說中的龍泉,、太阿雙劍,“劍身”為橋面以上塔柱,,“劍柄”為橋面以下塔柱,,“前劍鐔”為主梁(主梁根部梁高4.0m),“后劍鐔”為承臺,。該造型較為形象地體現(xiàn)了劍文化特點,,也與橋名相適應(yīng),且結(jié)構(gòu)各部位尺寸均以滿足受力需要為前提,,使工程技術(shù)與文化需求有機地融合在一起,。橋面以上部分塔柱(上塔柱)高81m,主梁底面至承臺頂面塔柱(下塔柱)高17.143m,。上塔柱拉索部分的截面為工字形,,非拉索部分的截面為八邊形,截面沿橋縱向最大長度為5.5m,,沿橋橫向最大寬度為3.0m,;下塔柱截面加長加寬,截面為6.2m×4.0m,。工字形截面的空腔平面尺寸為1.5m×1.4m,,并沿鉛垂方向每4.434m設(shè)一隔板,構(gòu)成施工和檢測的操作平臺。為美觀需要,,采用玻璃幕墻和鋁合金分格封閉空腔,。兩柱柱頂設(shè)置為尖頂造型。主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),,上下橫梁為空心預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,。塔柱頂端設(shè)置航空燈和避雷針,在塔柱施工時預(yù)埋相應(yīng)錨固件,。
每根斜拉索相互平行,,仰角29°,以塔為中心對稱布置,,立面上為14對,,每對共4根,全橋共有斜拉索56根,。梁上索距8m,,塔上索距4.434m。斜拉索為OVM250型拉索錨固體系,,在塔上一端張拉,,每索上下端套筒出口處均設(shè)置由黏彈性高阻尼材料制成的減振阻尼襯套,且索的外周采用帶螺旋線的HDPE外套管防護(hù),,以減小拉索的風(fēng)激振動,。拉索下端伸出橋面處設(shè)置“將軍帽”,以增強拉索美觀效果,、防止雨水滲入并避免HDPE防護(hù)被人為破壞,。
斜拉部位的主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土Π形梁,標(biāo)準(zhǔn)段梁肋高2.5m,,主塔附近的根部梁高按二次拋物線變化加高至4.0m,;標(biāo)準(zhǔn)肋厚1.8m,根部肋厚為適應(yīng)受力需要變化為3.5m,。主梁頂板標(biāo)準(zhǔn)寬為28.3m,,頂板厚22cm,頂面設(shè)置1.5%的橫坡排水,。懸澆標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長8m,,且每4m設(shè)一道橫隔板。主跨無索區(qū)及邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面雙箱單室結(jié)構(gòu),。箱梁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,,邊墩墩頂塊件(即箱梁0號塊)左右相對應(yīng)的塊件長度一致,重量也基本相同,,但箱體寬度和高度均存在差異,,墩頂梁高4.0m,,斜拉跨一側(cè)最大懸臂處梁高2.5m,副孔一側(cè)最大懸臂處梁高2.4m,,兩側(cè)均按二次拋物線變化,。兩箱之間的預(yù)應(yīng)力混凝土橫隔板板距有4.15m、4.4m,、4.6m及4.7m四種,。箱體對接斜拉部位的Π形梁梁肋,使之在外形和受力兩方面均能平緩而自然銜接,。為提高箱梁的抗彎和抗扭能力,,其腹板和底板均厚于普通的連續(xù)箱梁,腹板厚60cm,,且支座支承處加厚,;頂板和底板厚均為40cm。箱梁底寬由3.399m漸變至邊墩處的6.5m,。邊墩至主副孔過渡墩段(即主孔邊跨)的箱梁底板等寬,均為6.5m,。斜拉橋面標(biāo)準(zhǔn)有效總寬28.8m至副孔有效寬度23.5m的變化,全部在邊跨中實現(xiàn)。
主孔采用MIDAS/CIVIL和橋梁博士V3.0兩套程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析計算,,并對局部受力采用了SAP程序進(jìn)行空間有限元分析。計算時考慮了結(jié)構(gòu)自重,、預(yù)應(yīng)力,、汽車荷載(按6車道折減)、步道人群,、溫度變化,、混凝土收縮徐變、支座沉降,、風(fēng)力,、地震力、船舶撞擊力等荷載及其可能的最不利組合對結(jié)構(gòu)的影響,。按照設(shè)計地震動峰值加速度和最大風(fēng)力,,進(jìn)行了相應(yīng)的抗震驗算和抗風(fēng)力強度驗算。
一,、主孔采用斜拉—懸臂協(xié)作體系,,該結(jié)構(gòu)與相同跨徑的純斜拉橋相比,具有明顯優(yōu)勢,,主要表現(xiàn)在:
(1)能夠提供邊墩附近主梁恒載負(fù)彎距從而降低邊跨正彎距值,。
(2)與相同跨徑的純斜拉橋相比,可以大大節(jié)省昂貴的斜拉索數(shù)量(主要是減少了長索的數(shù)量),并有效地降低了主塔的高度,從而大大降低了工程造價,?!稑蛄骸?/p>
(3)降低主梁根部混凝土壓應(yīng)力,并提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(4)提高了斜拉橋主梁的整體剛度,有效地控制了撓度,,使得行車平穩(wěn),。
(5)減小了斜拉橋懸臂施工長度,從而可以明顯地縮短施工工期,。
二,、主塔造型與地方文化相結(jié)合,兩塔肢分別象征著豐城歷史傳說中的龍泉,、太阿雙劍,,將歷史寓于工程之中,造型形象,,使大橋成為豐城的標(biāo)志性建筑物,,象征意義深遠(yuǎn)。
三,、主孔主梁采用Π形梁與箱梁的組合形式,,實現(xiàn)了兩種梁型的平順對接。不僅外形優(yōu)美,,而且結(jié)構(gòu)傳力明確,、構(gòu)造簡單、施工便利,,為該種橋型的推廣積累了寶貴經(jīng)驗,。
四、主孔斜拉索平行布置,,克服了扇形布索視覺凌亂感,,外觀優(yōu)美。斜拉索采用鋼絞線索,,施工化整為零,安裝便捷,并為今后的換索提供了方便,。
五、結(jié)合本斜拉橋橋型的特點,,在主橋橋面上設(shè)置綠化帶,。
六、斜拉橋塔柱內(nèi)設(shè)置了爬梯和檢測平臺,;Π形主梁梁底安裝了移動檢測車,,箱形主梁設(shè)置了進(jìn)箱檢查孔;拉索內(nèi)預(yù)埋了磁通量傳感器,。從而建立了全新的檢測維護(hù)系統(tǒng)設(shè)施,,達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。7.全橋橋墩均為雙柱式直立矩形形式,,空間通透,,造型美觀,,為國內(nèi)罕見。8.引橋空心板采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)形式,空心板預(yù)制為先張法工藝,連續(xù)采用普通粗鋼筋,雙排支座支撐,。該結(jié)構(gòu)不僅大大方便了施工,而且改善了行車條件,降低了養(yǎng)護(hù)費用,提高了耐久性能,。