1 概述
寧波東外環(huán)路是寧波市中心城快速路網(wǎng)的主要組成部分，東外環(huán)甬江大橋是東外環(huán)路跨甬江的特大橋梁工程。大橋工程范圍長(zhǎng)約1.3km，包括主橋、兩岸引橋及附屬工程，其中主橋長(zhǎng)650m，采用中承式拱梁組合體系的雙肢鋼箱系桿拱橋。
圖1 甬江大橋主橋效果圖
大橋橋區(qū)地勢(shì)平坦，該段江面寬約340m，主河槽位于西北一側(cè)，東南一側(cè)有近120m為淺灘區(qū)，常水位水深10m以內(nèi)，北岸堤壩到南岸堤壩之間長(zhǎng)度約400m左右，主墩位于堤岸內(nèi)側(cè)。橋區(qū)⑧層粉細(xì)砂和⑩層含粘圓礫可作為樁基持力層。
大橋設(shè)雙向八車道，主橋兩側(cè)設(shè)人行道，橋?qū)?5.8m，引橋橋?qū)?2.5m。橋梁設(shè)計(jì)車速80km/h，設(shè)計(jì)荷載：城－A級(jí)。通航標(biāo)準(zhǔn)海輪1000噸級(jí)，設(shè)計(jì)最高通航水位2.23m（黃海高程），通航凈寬180m，凈高24m，雙向通航。地震基本烈度7°，基本風(fēng)速V10=31.3m/s 。
2 主橋結(jié)構(gòu)
主橋?yàn)橹谐惺焦傲航M合體系的雙肢鋼箱系桿拱橋,跨徑布置為100+450+100m。箱形拱肋采用鋼箱結(jié)構(gòu),加勁梁采用正交異性橋面板鋼箱梁,主跨下肢拱矢跨比1/5，加勁梁通過(guò)吊桿及立柱支承于拱肋，中跨加勁梁的兩端支承于中跨拱梁交匯處的橫梁上，端支承為縱向滑動(dòng)支座，橫向和縱向設(shè)置阻尼限位裝置。 邊跨加勁梁分別在中跨和邊跨的拱梁交匯處與拱肋固結(jié)。主橋兩邊跨端橫梁之間布置水平拉索，以平衡中跨拱肋的水平推力。主橋結(jié)構(gòu)總體布置見(jiàn)圖2。
圖2 甬江大橋主橋總體布置圖(單位：mm)
1）拱肋
拱肋分為上、下兩肢，選用全焊鋼箱型截面，上、下肢拱采用矩形截面，上下肢結(jié)合段采用凸型斷面。上肢拱肋箱形斷面高3m，寬2.8m，下肢拱箱形斷面寬3.5m、高3.8～6m，在鋼箱的內(nèi)部設(shè)置縱、橫向加勁鋼板。兩片拱肋之間設(shè)置風(fēng)撐使其連成整體，拱肋節(jié)段起吊重量控制在250t以內(nèi)。拱頂段標(biāo)準(zhǔn)斷面見(jiàn)圖3。
圖3 甬江大橋拱肋拱頂段橫斷面圖(單位：mm)
2）加勁梁
加勁梁采用正交異性橋面板全焊鋼箱梁方案，邊跨采用閉口斷面，中跨采用開口斷面。車行道部分橋面板厚14mm，采用U型加勁肋，鋼板厚8mm。其余部分橋面板以及腹板、底板均采用球扁鋼加勁肋，規(guī)格16a。橫梁間距3m。鋼結(jié)構(gòu)工廠制作和現(xiàn)場(chǎng)連接均采用全焊結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段重約160t，主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖見(jiàn)圖4。
圖4 甬江大橋主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(單位：mm)
3）水平拉索
主橋兩端橫梁之間布置強(qiáng)大的水平拉索，以平衡主跨拱肋恒載和活載作用下的水平推力。水平拉索分二組布置，每組8根，拉索規(guī)格：PES7-367。拉索與橋面獨(dú)立互不干擾。水平拉索采用扭絞型平行鋼絲索、熱擠PE護(hù)套、冷鑄錨。鍍鋅高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為Ryb＝1670MPa，E＝2.0×105MPa。每根拉索可更換。
4）吊桿
吊桿順橋向布置為直吊桿，間距9m，邊吊索規(guī)格：PES5-199，中吊索規(guī)格：PES5-91。吊桿采用與水平拉索相同的鋼絲索，吊桿在拱頂張拉。
5）風(fēng)撐和立柱
橋面以上鋼箱拱肋間設(shè)置箱形“一”字型橫撐，箱形橫撐高、寬3m～4.8m，橋面下設(shè)置6組K形橫撐，箱形截面高2m、寬3m，橫撐與鋼箱拱肋間采用焊接連接。立柱采用箱形截面，尺寸縱向3.0m、橫向2.2m，立柱采用全焊鋼結(jié)構(gòu)。
6）主墩基礎(chǔ)及拱座
主墩基礎(chǔ)采用70根φ1500鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)約86m，以⑩層含粘圓礫作為樁基持力層，承臺(tái)平面尺寸22.5m（順橋向）x18.5m（橫橋向），高4m。承臺(tái)之間通過(guò)系梁連結(jié)，橫橋向水平分力通過(guò)系梁中的水平預(yù)應(yīng)力束平衡錨固在混凝土拱座上。為減少樁基礎(chǔ)沉降，樁基基底進(jìn)行壓漿處理，為控制承臺(tái)水平位移，在承臺(tái)側(cè)面對(duì)土體進(jìn)行加固處理。
拱座采用鋼-混凝土結(jié)構(gòu)混合拱座，拱座分為上部的鋼拱座和下部的混凝土拱座，鋼拱座順橋向底寬11.5m，橫橋向?qū)?.5m，高3.6m。鋼拱座內(nèi)填充C40混凝土。
圖5 甬江大橋主墩承臺(tái)平面圖(單位：m)
7）施工方案
?。?）主墩承臺(tái)采用鋼板樁圍堰法施工，邊墩承臺(tái)采用簡(jiǎn)易圍堰施工。
?。?）邊跨三角區(qū)拱肋及鋼箱梁采用跨橋龍門吊機(jī)結(jié)合支架法架設(shè)。兩岸各布置一臺(tái)跨橋龍門吊機(jī)，龍門吊機(jī)下設(shè)雙線棧橋，三角區(qū)拱段及梁段通過(guò)水運(yùn)到達(dá)棧橋前端碼頭處，由龍門吊機(jī)起吊、運(yùn)輸、架設(shè)。
（3）中跨拱肋安裝施工分為兩種狀況。狀況一：利用布置的跨徑2×225m纜索吊裝系統(tǒng)從船上起吊拱肋節(jié)段，縱移到位調(diào)整落位，安裝斜拉扣索。狀況二：纜索吊裝系統(tǒng)不能完成吊裝的中跨拱頂區(qū)段拱肋，采用跨中纜索塔安裝提升設(shè)備提升安裝。
?。?）中跨鋼箱梁安裝施工：船運(yùn)鋼箱梁節(jié)段定位，利用纜索吊裝系統(tǒng)起吊鋼箱梁縱移就位，與吊桿連接進(jìn)行安裝，適時(shí)張拉系桿。
主橋施工總體布置見(jiàn)圖6。
圖6 主橋施工總體布置圖(單位：mm)
3 主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
1) 本工程主橋采用雙肢中承式鋼箱系桿拱橋，在特大型橋梁中屬首次采用，其外形獨(dú)特，氣勢(shì)宏偉，標(biāo)志性強(qiáng)烈。
2) 主橋主跨拱梁三角區(qū)、邊跨尾部拱梁結(jié)合段、雙肢拱結(jié)合段及拱座等結(jié)構(gòu)構(gòu)造和受力復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了專題研究和試驗(yàn)，確保結(jié)構(gòu)受力合理和安全。
3) 主墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用軟土地基深孔壓漿技術(shù)和基礎(chǔ)側(cè)向土體加固技術(shù)，以控制基礎(chǔ)沉降和水平位移。
4）對(duì)大橋的抗風(fēng)抗震性能進(jìn)行了專題研究和試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化大橋構(gòu)造及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
5) 對(duì)鋼橋面鋪裝技術(shù)進(jìn)行了專題研究和試驗(yàn)，確保橋面鋪裝的耐久性。
6）對(duì)特大跨度拱橋施工安裝過(guò)程的結(jié)構(gòu)分析及控制進(jìn)行了專題研究。
4．有關(guān)資料
橋名：浙江寧波東外環(huán)甬江大橋
橋型：中承式拱梁組合體系的雙肢鋼箱系桿拱橋
跨度：100+450+100m
設(shè)計(jì)單位： 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院
施工單位：上海建工集團(tuán)（主橋基礎(chǔ)）
混凝土用量（主橋）：40392m3
鋼材用量（主橋）：28363t
造 價(jià)：12.69億元
開工日期：2006年8月
