1.概況
益陽茅草街大橋是湖南省省道S204線跨越洞庭湖區(qū)淞澧洪道、藕池河西支、南茅運河及沱江的一座特大型公路橋梁，大橋全長為2848.64m 。
圖1 湖南益陽茅草街大橋
主要技術標準——
主橋主孔橋?qū)挘?6m（2×0.5m防撞護欄+凈15m）
設計車輛荷載：汽車--20級，掛車--100
人 群：3.5kN/m2
通 航 等 級：Ⅳ-(1)級，通航凈空8m ×60m
地 震 參 數(shù)：地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s。
2．主橋結構
2.1總體設計
跨淞澧洪道主橋設計為80m+368m+80m三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土拱橋，邊跨、主跨拱腳均固結于拱座，兩邊跨曲梁之間設置鋼鉸線系桿。由主拱拱肋所產(chǎn)生的水平推力由兩邊跨之間系桿承擔。湖區(qū)修建拱式結構與環(huán)境的協(xié)調(diào)性好，做到景觀藝術與經(jīng)濟的完美融合。
2.2主墩基礎與拱座
主橋5號、8號墩是拱橋的邊墩，基礎按鉆孔灌注摩擦樁設計，每墩為4根D=220cm樁基。6號、7號墩是拱橋的拱座，采用實體式鋼筋混凝土墩塊，在拱座內(nèi)設置施工精度較高的預埋鋼構件以便拱肋安裝定位。邊拱拱肋、主拱拱肋最后均與拱座固接。6號、7號拱座均采用26根D=250cm樁基。拱座樁基礎施工完后對樁基地基進行了固化處理。
2.3拱肋與橫撐
主拱拱肋采用中承式雙肋懸鏈線無鉸拱，計算跨徑356.00m，矢跨比1/5，拱軸系數(shù)m=1.543。拱肋為鋼管混凝土桁式結構，截面寬3.20m，在拱腳處高度為8.00m，拱頂處高度為4.00m。每片拱肋由4根Φ1000×20(22、28)mm的鋼管組成，內(nèi)灌C50混凝土作為弦桿。上弦和下弦橫向兩根鋼管之間在拱腳至橋面處用平聯(lián)鋼板，在橋面以上用φ650×10（16）mm平聯(lián)鋼管聯(lián)接，在平聯(lián)板內(nèi)及吊桿處平聯(lián)管內(nèi)灌注C50混凝土。上、下弦之間腹桿為φ550×10（12）mm空鋼管。
兩肋中心距為19.30m，共設6組“米”字橫撐和6組“K”字橫撐，每道橫撐均為空鋼管桁架，另外在拱肋與橋面交接處，設置一道肋間橫撐，主拱肋共設橫撐14道。
邊拱拱肋采用上承式雙肋懸鏈線半拱，計算跨徑74.00m，矢跨比為1/8.5，拱軸系數(shù)m=1.543。每片拱肋由等寬變高度截面鋼筋混凝土箱梁組成，肋寬3.20m，拱腳處肋高6.00m，拱頂處肋高4.00m，兩肋間設有一組“K”字和一組“米”字鋼管桁架式橫撐，它們與同邊拱端部固結的預應力混凝土端橫梁一起，組成一個穩(wěn)定的空間梁系結構，邊拱拱肋與主拱拱肋軸線處于同一直線上，便于傳遞水平力。
主拱拱肋采用無支架纜索斜拉扣掛法吊裝施工，為降低工程造價，吊塔和扣塔合二為一。
2.4吊桿與系桿
吊桿標準間距為8.0m，采用61φS7鍍鋅高強低松馳鋼絲束，Ryb=1670MPa，PE防護，采用加裝有位移釋放裝置的OVM-LZM型冷鑄鐓頭錨，分別錨于主拱拱肋的平聯(lián)鋼管頂和鋼橫梁的下翼緣。吊桿考慮換索，換索時可用專用構件作為臨時吊桿支承鋼橫梁，拆除舊吊桿，再裝上新吊桿。全橋吊桿均在冷鑄錨下錨頭處采用球鉸與拉桿連接。吊桿鋼絲外采用彩色HDPE護層防護，要求護層經(jīng)2×106次循環(huán)脈沖加載試驗后無明顯損傷。
主橋采用柔性系桿以平衡拱的絕大部分水平推力，系桿錨于兩邊拱的端橫梁上，每肋共設12束31φj15.24環(huán)氧噴涂鋼絞線，采用OVMXG.T15-31鋼絞線拉索體系，Ryb=1860MPa，系桿外包雙層PE熱擠塑護套，同時設置系桿保護箱防止系桿保護層破壞。為了能快捷施工、方便換索、準確定位及可靠運營，在每根橫梁處設置了帶簡易滑動軸承的系桿支撐架。每束系桿拉索的設計索力為4000kN，在全部施工過程中每索只需張拉一次，成橋后再集中調(diào)整一次索力（考慮鋼絞線的應力松弛等影響）。為方便換索，每邊各留有一束備用束孔。
2.5橋面系
為減輕橋面系自重，茅草街大橋吊桿橫梁和主拱拱肋上立柱橫梁、邊拱拱肋上橫梁均為鋼-混凝土組合截面梁。橋面板由橋面板鋼縱梁、預制鋼筋混凝土π型板、現(xiàn)澆8cm厚銑削鋼纖維混凝土及5cm厚細粒式瀝青混凝土鋪裝層構成。橋面板鋼縱梁采用施工方便、易于維修的焊接工字鋼梁，橫向共設六組，縱向采用高強度螺栓與鋼橫梁連接，使橋面系形成穩(wěn)固可靠的梁格體系。預制板通過縱、橫向濕接縫與橋面板鋼縱梁及鋼橫梁連接，濕接縫混凝土采用C40補償收縮混凝土。8cm厚銑削鋼纖維混凝土層計入受力截面。
為加強對鋼縱橫梁的防腐檢查，本橋增設檢查車鋼縱梁軌道。按構造要求和經(jīng)濟性考慮，軌道車鋼縱梁軌道選用熱軋H型鋼HM400×300。
3.主要技術特點和創(chuàng)新點
益陽市茅草街大橋主橋采用80m+368m+80m三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱橋，其主跨跨度是目前國內(nèi)同類型橋梁最大跨徑，同時寬跨比較小，為1/18.5，技術難度相當大。由湖南省交通規(guī)劃勘察設計院牽頭、聯(lián)合福州大學等六家單位組織成立了“鋼管混凝土拱橋設計、施工及養(yǎng)護關鍵技術研究”交通部西部科技項目聯(lián)合攻關組。主要技術特點和創(chuàng)新點為：
?。?）系統(tǒng)地進行了鋼管混凝土拱橋設計剛度取值問題研究，以行車舒適度為出發(fā)點，對鋼管混凝土拱橋的設計變形限值和舒適度指標提出了建議；
（2）對鋼管混凝土的收縮徐變性能進行了系統(tǒng)研究，在長期（四年）構件徐變收縮試驗的基礎上，提出了對鋼管混凝土設計理論具有指導意義的鋼管混凝土收縮徐變發(fā)展規(guī)律，并編制了徐變分析程序；
（3）將背索直接錨固在邊拱上，將扣塔直接布置在拱座上，節(jié)約了背索地錨和扣塔基礎的費用；
（4）系統(tǒng)地提出了鋼管混凝土用管內(nèi)高性能混凝土的要求，將新拌混凝土的泌水作為控制指標，大幅度減小了鋼管混凝土拱頂?shù)拿摽?；同時，提出了用L型箱的充填性為指標優(yōu)化混凝土砂率的方法，實現(xiàn)了長距離、大高度的一次泵壓頂升；
?。?）開發(fā)并應用了鋼管混凝土拱橋運營健康監(jiān)測系統(tǒng)、健康監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
4.有關資料
橋名: 益陽茅草街大橋
橋型: 三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土拱橋
跨徑: 80m+368m+80m
設計單位: 湖南省交通規(guī)劃勘察設計院
施工單位: 湖南省公路橋梁建設總公司
武昌造船廠重船公司
鋼材用量: 21042t
混凝土用量：98780m3
造價: 人民幣5億
建成日期: 2006年12月
