湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计.pdf

桥梁建设2023年第53卷第S1期(总第283期)Bridg e Co nst ruc t io n,Vo l.53,No.SI,2023(To t al l y No.283)1文章编号：1003-4722(2023)Sl-0001-08 DOI：10.20051/j.issn.1003-4722.2023.SI.001湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计冯鹏程，刘新华，易禧，陈杨明(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430056)摘 要：湖北观音寺长江大桥主桥为(350+1 160+350)m混合式组合梁斜拉桥。该桥设计 过程中对跨径布置、桥型方案、主梁方案、结构体系等进行系统研究。为最大限度地减少桥梁对长 江航道、河道行洪等的彩响，确定采用1 160 m主跨一孔跨过可通航水域。综合考虑建设条件、结 构性能、施工难度、安全风险、经济性等因素，最终选取斜拉桥方案。为降低结构自重、充分发挥材 料性能、提高桥面耐久性，主梁采用边跨377 m混凝土箱梁+中跨两侧401 m钢-UHPC组合梁+中跨跨中304 m钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁的混合式组合梁。结构体系采用带纵向约束 的弹性半飘浮体系。桥塔采用中、下塔柱混凝土结构+上塔柱钢壳组合结构A形塔，塔高262 m,基础采用直径3.2 m的钻孔灌注群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度2 100 MPa的高强度锌铝合 金镀层平行钢丝拉索，斜拉索与塔、梁端均采用钢锚箱锚固。辅助墩、过渡墩均采用空心截面双柱 墩，下设分离式承台+群桩基础。关键词：斜拉桥；混合式组合梁;UHPC桥面板；弹性半飘浮体系；组合桥塔；平行钢丝拉索；钢 锚箱；桥梁设计中图分类号：U44&27；U442.5 文献标志码：AConcept Development and Overall Design for Main Bridge of Guanyinsi Changjiang River Bridge in Hubei ProvinceFENG Peng-cheng,LIU Xin-hua,YI Bei,CHEN Yang-ming(CCCC Sec o nd Hig h way Co nsul t ant s Co.,Lt d.,Wuh an 430056,Ch ina)Abstract:Th e main bridg e o f Guany insi Ch ang j iang River Bridg e in Hubei Pro vinc e is a h y brid g irder c abl e-st ay ed bridg e wit h a main sp an o f 1 160 m and t wo side sp ans o f 350 m.In t h e desig n o f t h e bridg e,t h e sp an arrang ement,bridg e t y p es,sup erst ruc t ure c o nfig urat io n and st ruc t ural sy st em were sy st emat ic al l y st udied.To minimize t h e int errup t io n o f t h e bridg e t o t h e navig at io n c h annel o f t h e Ch ang j iang River and wat erway fl o o d diversio n,t h e bridg e was ex p ec t ed t o h ave a main sp an o f 1 160 m,c ap abl e o f c ro ssing t h e navig at io n area wit h o ut river p iers.By t h e c o mp reh ensive c o nsiderat io n o f mul t ip l e fac t o rs,inc l uding c o nst ruc t io n c o ndit io n,st ruc t ural p erfo rmanc e,c o nst ruc t io n c h al l eng e,safet y risk and ec o no my,t h e c abl e-st ay ed bridg e so l ut io n was final l y det ermined.To l imit t h e sel f-weig h t o f t h e st ruc t ure,g ive ful l p l ay t o t h e mat erial p ro p ert ies and imp ro ve t h e dec k durabil it y,t h e sup erst ruc t ure is desig ned t o c o nt ain g irders and dec ks o f different mat erial s in t h e c ent ral and side sp ans,sp ec ific al l y 377 m-l o ng c o nc ret e bo x g irders in eac h side sp an and 401 m-l o ng st eel-UHPC c o mp o sit e g irders fl anked t h e 304 m-l o ng st eel-UHPC l ig h t weig h t c o mp o sit e g irders in t h e c ent ral sp an.In t erms o f st ruc t ural sy st em,t h e bridg e bel o ng s t o an el ast ic semi-fl o at ing sy st em wit h l o ng it udinal c o nst raint s.Th e p y l o ns are收稿日期收稿日期=2022-08-01基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC0705400)Pro j ec t o f Nat io nal Key Researc h and Devel o p ment Pro g ram o f Ch ina(2018YFC0705400)作者简介:冯鹏程,正高级工程师,E-mail:363530634q q.c o mo研究方向：大跨与新型桥梁结构设计。2桥梁建设 Bridg e Co nst ruc t io n2023,53(S1)A-sh ap ed st ruc t ures rising 262 m,wh ere t h e l o wer and int ermediat e p y l o n c o l umns are c o nc ret e st ruc t ures wh il e t h e up p er c o l umns are st eel sh el l and c o nc ret e c o re c o mp o sit e st ruc t ures Th e p y l o n fo undat io n is c o mp o sed o f bo red p il es o f 3 2 m in diamet er*Th e st ay c abl es,wh ic h c o nsist o f h ig h-st reng t h Zn-Al al l o y c o at ed st eel wires wit h a no minal t ensil e st reng t h o f 2 100 MPa,are anc h o red t o t h e p y l o ns and t h e sup erst ruc t ure via st eel anc h o r bo x es.Th e aux il iary and t ransit io n p iers are t wo-c o l umn p iers o f vo id c ro ss-sec t io n,eac h sup p o rt ed o n sp l it p il e c ap s and g ro up p il e fo undat io n.Key words:c abl e-st ay ed bridg e;h y brid-t y p e c o mp o sit e g irder；UHPC dec k;el ast ic semifl o at ing sy st em；c o mp o sit e p y l o n；p aral l el-st eel-wire c abl e;st eel anc h o r bo x；bridg e desig n1工程概况观音寺长江大桥是武汉至松滋高速公路江陵至 松滋段关键过江通道的控制工程，也是长江干线过 江通道布局规划(20202035年)中纳入的过江通 道该桥位于荆州长江大桥与荆州长江公铁大桥 之间，距上游荆州长江大桥约31.3 km,距下游荆州 长江公铁大桥约13.7 km.大桥位于长江湖北荆州观音寺至郝穴段，平面 呈微弯分汉形态，由陡湖堤河弯及郝穴河弯组成,过 渡段相对较短，主流贴凹岸而行，深泓走向总体稳 定,具体河势见图1。河段附近有雷家洲边滩、南星 洲、青安二圣洲边滩。其中，桥位距离南星洲尾部约 800 m,南星洲汉道右汉为主汉，分流比为65%,平 面位置基本稳定。桥位处19752002年深泓略有 摆动，靠近右岸，摆幅在200 m以内,20022019年 深泓有所摆动，摆幅在500 m以内。两岸岸线总体 基本稳定,桥位附近河段均呈冲刷下切的态势，深槽 均冲刷发展，均具备桥梁建设的河势条件。桥址区地质主要由第四系全新统黏性土、砂类图1观音寺长江大桥桥位河段河势Fig.1 River Regime at Guanyinsi Changjiang River Bridge土、卵石土组成，卵石土埋置较深，下伏基岩较难揭 露。拟建桥塔处覆盖层厚度为7.4-26.8 m,基本 以圆砾土、卵石层、密实细砂层作为桥梁基础持力 层。桥梁所在地区属亚热带气候，具有四季分明、无 霜期长、日照长、雨量充沛等特点。多年平均气温16.2 C,极端最低气温一19 C,极端最高气温39.2 C。多年平均风速2.4 m/s,最大风速 27.9 m/s,基本风速 26 m/s。2主要技术标准观音寺长江大桥采用单层桥面布置，双向6车道 高速公路，设计速度120 km/h。车辆荷载等级为公 路一I级。路基宽34.5 m,主梁宽41 m(含风嘴及锚 固区)。地震动反应谱特征周期0.45 s,地震动峰值 加速度0.05go通航等级为1-(2)级航道，通航水域宽 1 105 m,桥梁设计最高通航水位+41.36 m,最低通 航水位+26.25 m,洪水重现期300年一遇防洪设计 水位+41.86 m.桥墩按不小于1 000吨级船舶撞击 力标准设计,根据专题研究,2个桥塔的船舶撞击力 均为横桥向5.7MN、顺桥向2.8MN.根据荆州沙市 机场净空要求，桥塔顶部高程不超过+300 m。3跨径布置与方案研究3.1跨径布置大桥位于南星洲下游汇流段，距上游汉道汇流 口约800 m,桥梁主跨总体布置主要控制因素有：桥址地形，桥址处河道主河槽宽约1 100 m,两岸 大堤间距约1 400 m.河势演变特点及趋势，河 势及岸坡基本稳定，河道深泓线贴近右岸。根据 通航专题研究结论，桥区范围最大横向流速大于 0.8 m/s,应一跨过江或在通航水域中不得设置墩 柱;大桥所在长江中游荆江河段为I级航道，最小维 护水深3.5 m,根据最高通航水位以下3.5 m得到 桥位处可通航水域宽1 105 m,通航河槽断面见图 湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计 冯鹏程，刘新华，易蓿，陈杨明32;考虑桥塔顺桥向宽度及预留富余后，主桥主跨跨 径不应小于1 160 hi。结合长江两岸的局部岸坡 稳定、河道行洪及河势条件,大桥应将江陵岸桥塔设 置于高滩上，以减少工程建设对水流的扰动作用;河 道深泓贴靠公安岸，受弯道水流顶冲影响，且公安岸 基本没有滩地，故此段属险工险段，对现状岸坡均进 行了防护，公安岸桥塔靠河道内较近，对水流的扰动 作用明显，由此引起的水位、流速和河道冲淤变化调 整范围均较大，宜适当外移以减少对局部岸坡稳定、河道行洪及河势稳定的不利影响。根据两岸地势及 防洪专题研究结论，主桥主跨跨径最终确定为 1 160 m。1 160 m主跨一孔跨过可通航水域，与工 程河段实测航迹线适应较好，两侧边跨分别跨越荆 南长江干堤和耀新民垸围堤。适航水疋订诡褂靳氏垸81址 耐瞬烽ST干堤燃兀惟牝恆=n图2通航河槽断面Fig.2 Cross-Section of Navigation Channel3.2桥型方案对于1 160 m的主跨跨径，采用的桥型一般有 斜拉桥、悬索桥和斜拉-悬索协作体系桥，考虑到斜 拉桥、悬索桥方案技术均较成熟，而斜拉-悬索协作 体系桥方案缺乏技术、经济优势，因此不考虑采用该 方案，仅对斜拉桥、悬索桥方案进行分析。该桥若采用悬索桥方案,需要在公安岸荆江分 蓄洪区及江陵岸耀新民垸围堤内分别修建大型锚 碇,锚碇离两岸大堤较近，且锚碇处持力层均为巨厚 强透水卵石层，渗透系数达1.75X10T c m/s,施工 及运营期对大堤防渗及安全有较大安全影响；锚碇 沉井基础规模大，下沉及纠偏困难，施工难度及安全 风险高;与斜拉桥方案相比，考虑相同长度的引桥，悬索桥方案造价高。因此，观音寺长江大桥主桥最 终采用斜拉桥方案，结合边跨受力及构造物,主桥跨 径布置确定为(350+1 160+350)m,主跨一孔跨越 可通航水域，北岸72 m辅助跨跨越耀新民垸围堤，南岸96 m辅助跨跨越荆南长江干堤，见图3。3.3主梁方案随着斜拉桥跨径的增加，其主梁自重变大、桥塔 变高、斜拉索变长。大跨径斜拉桥与常规跨径斜拉 桥具有明显区别吵B,大跨径斜拉桥通常采用自重 轻、抗风性能好、整体性强的钢箱梁以降低主梁自 重，而随着斜拉桥跨径达到超千米级，钢箱梁面临以 下主要技术难题：主梁轴力急剧增加，不仅要通 过增加钢箱梁顶、底板和腹板钢板厚度来抵抗轴力，还需设置大量的加劲构造防止构件受压失稳;用 钢量大幅提升，制约了斜拉桥的经济跨径；正交 异性钢桥面板易疲劳开裂、桥面铺装耐久性差的缺 点也未能得到有效解决。钢-混组合梁的应用使得上述问题得到了一定 程度的改善，已建桥梁及研究成果表明，与混凝土梁 斜拉桥相比,组合梁斜拉桥跨径在300 m以下造价 稍高;跨径为300400 m造价接近;跨径在400 m 以上经济性优势显著。受限于传统混凝土组合梁的 自重和经济性，一般认为组合梁斜拉桥的竞争跨径 为400900 m。为充分发挥组合梁经济、耐久等方 面的优势，需要从降低自重、经济性等方面进行结构H2+fi4+X72+O1 1闖96卜熬吃城4卜詞177(i：577江勒北)近钠71肥爼合讹1咨-冈代电整紅合桥ifi 混礙:上將址会安谕)图3观音寺长江大桥主桥立面布置Fig.3 Elevation View of Main Bridge of Guanyinsi Changjiang River Bridge4桥梁建设 Bridg e Co nst ruc t io n2023,53(S1)设计。近年来在桥梁结构中应用广泛的超高性能混 凝土(Ul t ra-Hig h Perfo rmanc e Co nc ret e,UHPC)KT 以实现对组合梁常规混凝土面板的大幅减重ZB O 采用较薄的UHPC桥面板替代传统混凝土桥面板 的组合梁与传统钢箱梁相比，主要有以下优点：大幅降低主梁自重、减少斜拉索及下部结构工程 量;采用钢-UHPC组合梁替换主跨轴力较大的 钢主梁梁段，可充分发挥组合梁抗压强度高的特点，有效降低主梁用钢量；随着钢-UHPC组合梁的 应用,钢桥面板易疲劳开裂、桥面铺装耐久性差的问 题也得到了一定程度的改善;UHPC大幅减少千 米级斜拉桥收缩和徐变引起的主梁次内力，改善结 构受力。经计算，观音寺长江大桥主桥成桥状态主梁为 受压构件,从中跨跨中至塔根部主梁轴力依次增大，成桥状态中跨跨中区域主梁压力储备小，无法抵消 运营阶段的拉力。若中跨范围全部采用钢-UHPC 组合梁，运营阶段最不利组合下主梁整体以受压为 主,跨中局部受拉，桥面板上缘可产生12.5 MPa拉 应力。针对该桥中跨跨中主梁轴力小、受拉为主的 特点，综合考虑受力性能、经济性、耐久性等,该桥主 梁最终确定为边跨采用提高结构刚度、压重及经济 性好的混凝土梁，中跨两侧采用自重轻、性能优的 钢-UHPC组合梁，中跨跨中一定范围采用提高钢桥 面板局部刚度和改善钢桥面板易疲劳开裂的钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁。对中跨跨中钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合 梁长度Lo取值进行研究，钢-UHPC组合梁桥面板 及跨中钢-UHPC组合梁与钢-UHPC轻型组合桥面 钢箱组合梁的钢-混结合段受力随L。的变化见图 4。由图4可知：当L。大于238 m时，钢-UHPC组 合梁桥面板由受拉变为受压；随L。的增大，钢-UHPC组合梁与钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合 梁的钢-混结合段表现出轴压力增大、顺桥向弯矩减 小的变化趋势。结合整体计算及多种取值的经 济性综合比较可知：当取304 m时，运营阶段最 不利组合下,钢-UHPC组合梁桥面板最小压应力为 2.6 MPa,无拉应力，可不设置纵向预应力钢束，受 力及耐久性更优，因此丄。最终取为304 m。该桥主梁最终采用边跨377 m混凝土箱梁+中跨两侧401 m钢-UHPC组合梁+中跨跨中 304 m钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁的方案。该方案具有以下优势：结构耐久性优，中跨钢-UHPC组合梁桥面板无拉应力出现。与纯钢箱梁方 案相比，该方案显著降低了正交异性钢桥面板易疲 劳开裂、铺装易损的风险。受力性能优，跨中钢-混结合段最大轴压力为256 472 kN,最大弯矩顺桥 向为 138 793 kN m、横桥向为 678 436 kN m。与钢-UHPCffl合梁斜拉桥方案及钢箱混合梁斜拉 桥方案相比，该方案将传统的内力传导路线(组合梁 或钢梁一混凝土梁)优化为钢梁一组合梁-混凝土 梁，主梁虽增加了跨中钢-混结合段，但刚度变化更 加平顺、受力更加合理。经济性好，该方案探求 了钢-UHPC组合梁斜拉桥及钢箱混合梁斜拉桥之 间的受力和经济平衡点，较其他方案具有更好的经 济优势。该方案中跨跨中304 m为钢-UHPC轻型 组合桥面钢箱组合梁，其余部分为钢-UHPC组合 梁，后期维修费低。4结构设计4.1结构体系桥梁的结构体系宜接影响其静力和动力性 能边。该桥设计时，首先对斜拉桥常用的全飘浮、带纵向约束的弹性半飘浮和塔梁固结3种体系进行 综合比较，推荐采用可以减少由纵向静风力、汽车荷 载等产生的塔底弯矩和梁、塔水平位移的带纵向约阑-EHPC组台累桥面帳堆大应力IUD 2UIJ 3LKI 11X1 5WI hbtl益一二X-.M.X-.M.空澤乂黑氐比苦:B)n*i混纠汁甩爪mii：iB2 B2-二二1 1._巴.-.二.一亠 _迄蛊七三ff渥罢.T.T益対县IDn城火/叫15-1-1-!-1-11o Lun hji):w 馬阂j/ii(c)跨屮別-澀结合凰烦桥向驾矩图4钢-UHPC组合梁桥面板及跨中钢混结合段受力随的变化Fig.4 Variation of Load Bearing Behaviors of Steel-UHPC Composite Girder and Midspan Steel-Concrete Joint Section along with Lq湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计 冯鹏程，刘新华，易蓿，陈杨明5束的弹性半飘浮体系。然后对带纵向约束的弹性半 飘浮体系和温度自适应体系进行对比分析，结果表 明：温度自适应体系主要可以消除整体温度荷载工 况下主梁及塔柱的附加内力；在纵向有风工况下，与 无纵向约束的半飘浮体系相比，温度自适应体系可 减小塔底弯矩约24%,带纵向约束的弹性半飘浮体 系可减小塔底弯矩约20%,两者对梁端位移的减小 效果类似;带纵向约束的弹性半飘浮体系在温度荷 载下主梁轴力增加近50%,但仅占标准组合下主梁 轴力的2%,可以忽略，不控制设计。从总体布置、活载组成、经济性等方面考虑，温度自适应体系需在 跨中和塔柱下横梁间设置超长水平索，工程量大，性 价比不高。因此，该桥结构体系最终采用带纵向约 束的弹性半飘浮体系，具体布置见图5。图5结构体系布置Fig.5 Structural System Configuration4.2主梁该桥为超千米级桥梁，具有超大跨、宽幅的特点,主梁采用结构刚度大、抗风性能优的整体式箱形断面。中跨钢-UHPC组合梁和钢-UHPC轻型组合桥 面钢箱组合梁均采用单箱三室流线型箱形断面，顶 宽41 m(含风嘴)，底宽16.4 m,中心线处梁高4 m,顶面设2%双向横坡，2道中腹板中心距16.4 m。中跨钢-UHPC组合梁由槽形钢梁和顶面UHPC桥 面板组成，标准桥面板厚度从跨中到塔根部分为17,21,25 c m三种；钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组 合梁由槽形钢梁、顶面正交异性钢桥面板和6 c m厚 UHPC层组成;边跨混凝土主梁采用单箱四室箱形 断面，标准节段顶板、平底板、斜底板厚度均为 40 c m,腹板厚55 c m,根据受力需要，桥塔及支点区 板厚局部加厚。主梁1/2标准横断面见图6。中跨主梁采用整体吊装法施工，设计时,对中跨 主梁分别采用实腹式与桁架式横隔板方案进行了吊 装受力性能比较，结果表明：梁段起吊时，桁架式7a,_k S-t MI.2鸣 W.囚+$苛.i.375(a)t R-VHPl M舍梁I曲0 亠 1询壮呻b)厠-阳吃棹型爼台桥面钢箱组台梁I预 十 I(“混凝土箱梁 TO：S图6 1/2主梁标准横断面Fig.6 1/2 Standard Cross-Sections of Main Girders横隔板的竖向位移比实腹式横隔板大16%,桁架式 横隔板变形大，梁段拼接难度大。实腹式横隔板 吊机支点附近的应力约为桁架式横隔板的50%。实腹式横隔板整体性好、刚度大,对控制断面翘 曲变形更有利。因此,该桥中跨主梁最终采用实腹 式横隔板。钢-UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁标 准节段长14 m,内设5道实腹式横隔板，间距 2.8 m；非斜拉索处横隔板厚12 mm,斜拉索处横隔 板厚(16+20)mm。钢-UHPC组合梁标准节段长 14 m,内设4道实腹式横隔板，间距3.5 hi；非斜拉 索处横隔板一般厚12 mm,斜拉索处横隔板厚(16+20)mm。中跨钢-UHPC组合梁和钢-UHPC轻型 组合桥面钢箱组合梁主体钢结构采用Q500q D钢和 Q370q D钢，UHPC采用U160超高性能混凝土，边 跨混凝土主梁采用C60混凝土。斜拉索与主梁采 用钢锚箱锚固，钢锚箱安装在主梁腹板外侧,并与其 焊成一体。风洞试验表明：该桥主梁断面的颤振性能优，3风攻角是最不利风攻角，在一3。风攻角下颤振 6桥梁建设 Bridg e Co nst ruc t io n2023,53(S1)临界风速为101.6 m/s,显著高于颤振检验风速 53.28 m/s,满足抗风设计要求。4.3斜拉索斜拉索采用直径7 mm高强度锌铝合金镀层平 行钢丝拉索,标准抗拉强度2 100 MPa.斜拉索采用 双索面布置，全桥共布置320根索，分别选用PES7-163、187、223、265、313、337、367、409、475 共 9 种规 格，单根斜拉索最小设计长度132.9 m,最大设计长 度610.5 m,最小索重7.5 t（含保护层），最大索重 65.7 t（含保护层）。所有斜拉索在塔端索导管出口安 装内置式阻尼器,在梁端安装外置式阻尼器;外置阻 尼器采用黏滞阻尼器和电涡流惯质阻尼器。4.4桥塔该桥主跨跨径超千米,对景观要求高，桥塔设计 须简洁大气。综合景观和受力要求，该桥桥塔采用 六边形截面A形塔。桥塔总高262 m,由上塔柱、中 塔柱、下塔柱、钢横联和下横梁组成。为解决索塔锚固区采用常规混凝土结构易产生 开裂导致结构承载力和耐久性降低的问题，上塔柱 采用钢壳混凝土组合结构，中、下塔柱采用混凝土结 构。组合结构形式桥塔充分发挥了钢筋混凝土桥塔 抗压强度高、造价低和钢壳混凝土桥塔施工方便、锚 固区不易开裂、耐久性好的优点。塔柱截面为六边形截面，顺桥向宽度从底部 17.0 m变化到顶部11.0 m,横桥向宽度从底部 11.5 m变化到顶部7.0 塔壁厚度在下塔柱范围 内为2.8 m,在中塔柱混凝土结构部分为1.7 m、2.1 m,在上塔柱钢壳混凝土组合结构范围内为1.4 m,上塔柱钢结构外侧钢壁板厚16 mm、20 mm,内侧钢壁板厚10 mm；两上塔柱间采用钢横联进行连 接,形成桥塔的横框架。桥塔混凝土采用C55混凝 土，主体钢结构采用Q355D钢。桥塔基础采用宜径 3.2 m的钻孔灌注桩群桩基础。桥塔构造见图7。索塔锚固构造是斜拉索与桥塔之间传力的重要 结构，其受力复杂、局部应力大，对桥塔的耐久性有 较大影响“讪。该桥为A形桥塔和空间索面，锚固 结构承受横向水平分力，构造较复杂，考虑到钢锚箱 可与钢壳混凝土塔壁形成组合结构共同受力且安装 方便，因此该桥索塔锚固采用钢锚箱。钢锚箱总高 93 m,共分38节，侧面拉板主要承受斜拉索水平拉 力，板厚32 mm,钢锚箱与上塔柱构造关系见图8。4.5辅助墩与过渡墩该桥辅助墩、过渡墩均采用空心截面双柱墩，墩 柱截面尺寸顺桥向为4.5 m、横桥向为5.5 m,壁厚图7桥塔构造Fig.7 Pylon Configuration图8钢锚箱与上塔柱构造关系Fig.8 Configuration of Steel Anchor Boxes inUpper Pylon Column80 c m辅助墩顶部设置1道系梁，高3.5 m,宽 2.9m。为避免过渡墩受墩顶主、引桥两侧支座反 力差别过大导致在恒载状态墩柱出现较大的偏心弯 矩，在其顶部设置较大尺寸的墩帽，为与墩帽相协 调，适当增大了墩柱尺寸，在过渡墩顶部6 m范围 内，墩柱截面顺桥向尺寸从4.5 m渐变为7.0 ni。辅助墩、过渡墩均釆用分离式承台+群桩基础。承台平面均为倒圆角的正方形，边长9.1 m、厚 3.5 m,单个承台下设4根直径2.2 m钻孔灌注桩。5结语观音寺长江大桥主桥是世界超千米的混合式组 合梁斜拉桥，中跨主梁采用钢-UHPC组合梁+钢-湖北观音寺长江大桥主桥方案构思与总体设计 冯鹏程，刘新华，易蓿，陈杨明7UHPC轻型组合桥面钢箱组合梁，不仅大幅降低结 构自重、减少下部结构工程量，同时发挥了组合梁抗 压强度高的特点,有效降低主梁用钢量，随着组合梁 的应用，钢桥面板易疲劳开裂、桥面铺装耐久性差的 问题也得到了一定程度的解决。桥塔采用中、下塔 柱混凝土结构+上塔柱钢壳组合结构，不仅解决了索 塔锚固区易开裂导致结构承载力和耐久性降低的问 题，而且充分发挥了钢筋混凝土桥塔抗压强度高、造 价低和钢壳混凝土桥塔工业化制造程度高的优点。随着新材料、新技术和工业化建造技术的飞速发 展,组合结构斜拉桥必然是一种具有广阔发展前景的 桥型结构,观音寺长江大桥主桥所采用的主梁和桥塔 双组合结构超大跨径斜拉桥为1 200-1 500 m级以 上的超大跨径斜拉桥提供了一种新的技术发展方向。为进一步改善大桥的受力性能、提高结构的耐久性,需对当前UHPC材料长寿命期的力学性能、超大索 力下钢壳组合塔柱-钢锚箱联合受力计算方法、中跨 混合式钢-UHPC组合梁的铺装等技术进行深入研 究，以期解决超千米级斜拉桥主梁铺装耐久性差、索 塔锚固区易开裂等一系列桥梁长期耐久的技术难题,推动超千米级跨径组合结构斜拉桥的更大技术进步。观音寺长江大桥2022年10月开工建设，计划2026 年6月建成通车，该桥效果图见图9。图9现育寺长江大桥主桥效果图Fig.9 Rendering of Main Bridge of Guanyinsi Changjiang River Bridge参考文献(References):m中交第二公路勘察设计研究院有限公司.观音寺长江 大桥初步设计R1武汉,2022.(CCCC Sec o nd Hig h way Co nsul t ant s Co.,Lt d.Prel iminary Desig n o f Guany insi Temp l e Yang t ze River Bridg eR.Wuh an,2022.in Ch inese)2宋神友，陈伟乐.深中通道桥梁工程方案及主要创新 技术口.桥梁建设,2021,51(5):1-7.(SONG Sh en-y o u,CHEN Wei-l e.Bridg es o f Sh enzh en-Zh o ng sh an Link and Main Inno vat io ns|ZJ.Bridg e Co nst ruc t io n,2021,51(5):1-7.in Ch inese)：3宁伯伟.泸州河东长江大桥总体设计m.桥梁建设，2022,52(4),110-116.(NING Bo-wei.Overal l Desig n o Hedo ng Ch ang j iang River Bridg e in Luzh o uQj,Bridg e Co nst ruc t io n,2022,52(4)：110-116.in Ch inese)4 易岳林，陈 政，王雨阳，等.超大跨径组合梁斜拉桥 稳定和极限承载力研究口结构工程师,2021,37(4).40-47.(YI Yul in,CHEN Zh eng,WANG Yu-y ang,et al.St abil it y and Ul t imat e Bearing Cap ac it y o f a Sup er Lo ng-Sp an Co mp o sit e Beam Cabl e-St ay ed Bridg e E J.St ruc t ural Eng ineers,2021,37(4)：40-47.inCh inese)5 朱 伟，王 亮，曹学勇，等.中开高速银洲湖特大桥 总体设计J1世界桥梁,2023,51(1).32-37.(ZHU Wei,WANG Liang,CAO Xue-y o ng,et al.Overal l Desig n o f Yinzh o u Lake Bridg e o f Zh o ng sh an-Yang c h un Ex p 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