廣西南寧大橋
一、項(xiàng)目概況
南寧大橋位于南寧市東南郊的青秀山風(fēng)景區(qū)西側(cè)，跨越邕江。
南寧屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足、氣候濕熱，年均氣溫21.6℃，年均降雨量1304mm，設(shè)計(jì)基本風(fēng)速U10=25.9m/s，環(huán)境腐蝕類別C3～C4。
場(chǎng)地地震基本烈度6度；橋址區(qū)覆蓋層5～17m，基巖為組泥巖，成巖性差，遇水易膨脹、溶化。
邕江南寧段蜿蜒曲折，水量充沛，河槽穩(wěn)定，航道等級(jí)為Ⅲ級(jí)；橋位處江面寬約400m，設(shè)計(jì)流速2.78m/s，設(shè)計(jì)流量21100m3/s，最大水深30.2m，最大沖刷深度11.4m。
南寧大橋工程采用城市主干路Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，雙向六車道，計(jì)算行車速度50km/h，工程全長(zhǎng)1314.77m，其中主橋長(zhǎng)300.5m，引橋長(zhǎng)434.0m，橋?qū)?、路基寬?5m。
二、主橋結(jié)構(gòu)
南寧大橋采用“曲線梁非對(duì)稱外傾拱橋”這一全新的橋型，主橋跨徑300m，主梁位于R=1500m平曲線內(nèi)，東西兩條獨(dú)自向外傾斜的拱肋，外傾角度不同，橋面以上拱肋間沒(méi)有任何橫向聯(lián)系，兩條拱肋于主梁下交匯，于拱頂遙相分離，通過(guò)傾斜的吊索支承彎曲的主梁，參見(jiàn)圖1。
圖1 橋型布置圖
（1）基礎(chǔ)
主橋采用承臺(tái)群樁基礎(chǔ)形式。承臺(tái)尺寸38.2（長(zhǎng)）×42.2（寬）×5～8（高）m，為減小基礎(chǔ)承擔(dān)的彎矩，主墩基礎(chǔ)整體向河心預(yù)偏3.85m。主墩共設(shè)36根Φ2.5m鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)39～41m，樁底置于弱風(fēng)化泥巖層內(nèi)。
?。?）拱軸線形
拱肋由鋼箱拱肋段和混凝土拱肋段組成，東西兩拱向外傾斜，但都位于各自的拱平面內(nèi)。
東側(cè)拱肋計(jì)算跨徑300m，計(jì)算矢高82.92m，拱平面橫向傾角69.72°；鋼箱拱肋采用m=1.244的懸鏈線，混凝土拱肋軸線由R=41.68m的圓曲線和直線組成。
西側(cè)拱肋計(jì)算跨徑300m，計(jì)算矢高86.74m，拱平面傾角66.54°；鋼箱拱肋采用m=1.190的懸鏈線，混凝土拱肋軸線由R=43.77m的圓曲線和直線組成。
（3）拱肋
?。╝）混凝土拱肋
承臺(tái)以上至剛出橋面的拱肋部分，為混凝土拱肋，再上面是鋼拱肋（見(jiàn)圖2）。
混凝土拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，拱肋寬度7.5m，高度由頂端的10.1m漸變至承臺(tái)頂面的14.6m，標(biāo)準(zhǔn)壁厚80cm。
混凝土拱肋段分為3個(gè)大的區(qū)間、21個(gè)小節(jié)段，采用曲面液壓自爬模施工。拱肋內(nèi)共布設(shè)10組預(yù)應(yīng)力束，下端錨固，上端單端張拉后通過(guò)連接器接長(zhǎng)。
拱腳設(shè)肋間橫墻，為薄壁結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)壁厚60cm，起到拱腳橫撐的作用。肋間橫墻頂面形狀為R=21.5m的圓柱面，并與兩拱肋內(nèi)側(cè)面相切。
（b）鋼箱拱肋
東、西鋼箱拱各自劃分為15個(gè)節(jié)段，節(jié)段寬7.4m，高5.6～10.0m，長(zhǎng)13.93～21.15m，最大吊重218t。
鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，面板厚度分別為20、24mm，內(nèi)設(shè)18、20mm厚板式加勁肋，采用Q345C鋼材。
每一段鋼箱拱肋節(jié)段內(nèi)，均設(shè)置2道豎直的吊點(diǎn)橫隔板和3道呈徑向布置的定位橫隔板，另設(shè)少量局部橫向加勁肋，參見(jiàn)圖3。
圖3 鋼箱拱肋節(jié)段構(gòu)造
E1、W1節(jié)段與混凝土拱肋連接，節(jié)段下端設(shè)置鋼—混凝土連接段，參見(jiàn)圖4。
圖4 鋼—混凝土連接段構(gòu)造
?。?）系桿
全橋共布置32束系桿，分為四組。每束系桿由24根ΦS15.2mmPE護(hù)套鋼絞線及3根備用孔道組成，排列成六邊形。全部系桿均布置于鋼箱梁內(nèi)，錨固于肋間平臺(tái)上。
第一組、第四組系桿在平面內(nèi)直線布置；第二組、第三組系桿在平面內(nèi)彎曲布置，以平衡吊索產(chǎn)生的橫向分力。鋼箱梁吊點(diǎn)橫隔板上，設(shè)置有系桿轉(zhuǎn)向構(gòu)造。
系桿錨具采用鋼絞線拉索群錨體系，允許整體換索和單根換索。
?。?）肋間平臺(tái)
由于拱的外傾及主梁的平彎，專門設(shè)計(jì)了與傳統(tǒng)系桿拱不同的特殊構(gòu)造—肋間平臺(tái)作為空間系桿的錨固構(gòu)造。肋間平臺(tái)由平臺(tái)主梁和連接?xùn)|西兩拱的橫梁共同構(gòu)成，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是全橋的關(guān)鍵構(gòu)造之一，參見(jiàn)圖5。
圖5 肋間平臺(tái)構(gòu)造
肋間平臺(tái)內(nèi)設(shè)兩道錨固橫梁，用于錨固系桿。平臺(tái)前后兩端設(shè)置牛腿，支承主、引橋箱梁。肋間平臺(tái)內(nèi)共設(shè)7組預(yù)應(yīng)力束，采用兩端或單端張拉。
（6）鋼箱梁
主橋位于R＝1500m平曲線上，箱梁節(jié)段呈扇形，縱向加勁肋按照曲線布置。
主梁采用單箱單室扁平流線型全焊鋼箱梁，全寬35.016m，中心高3.5m。鋼箱梁頂板、上斜腹板厚14mm，底板、下斜腹板厚12mm，采用Q345C鋼材。
鋼箱梁頂板在機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道采用U肋進(jìn)行縱向加勁，在頂板人行道區(qū)域以及底板、下斜腹板采用板式加勁肋進(jìn)行縱向加勁。
鋼箱梁內(nèi)每隔3m設(shè)置一道橫隔板，其上需安裝系桿轉(zhuǎn)向?qū)Ч芑蚨ㄎ粚?dǎo)管。
（7）吊索
吊索采用109ΦP5.0mm平行鍍鋅鋼絲成品索，縱向間距9m，全橋共設(shè)26對(duì)。為便于運(yùn)營(yíng)階段換索施工，采用橫向雙索體系。
三、主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?）南寧大橋采用“大跨徑曲線梁非對(duì)稱外傾拱橋”這一全新的橋型，它的建成將豐富我國(guó)的橋梁類型，同時(shí)也為城市景觀橋梁的建設(shè)提供了良好的參考。
（2）主梁彎曲、東西拱肋外傾且不對(duì)稱、橋面以上拱肋間沒(méi)有任何橫向聯(lián)系，使得南寧大橋存在特殊的結(jié)構(gòu)平衡關(guān)系：①外傾拱肋的向外傾覆趨勢(shì)，由不共面的吊索體系橫向分力來(lái)抵抗；②主梁及橋道系荷載由吊索傳遞至拱肋承擔(dān)，同時(shí)主梁及橋道系荷載又維持著拱肋平衡；③拱的水平推力傳遞至肋間平臺(tái)，由水平系桿、彎曲系桿共同平衡；④吊索體系水平分力對(duì)主梁產(chǎn)生的橫向力由布置于鋼箱梁內(nèi)的反向彎曲系桿來(lái)平衡。
通過(guò)協(xié)調(diào)研究橋梁造型藝術(shù)和結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，既確保了橋梁造型美觀，又確保了三維結(jié)構(gòu)具有高度的穩(wěn)定性能。
?。?）創(chuàng)新細(xì)致的特殊結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：①將粘滯阻尼器應(yīng)用于拱橋的漂浮體系主梁，以限制在地震響應(yīng)下的縱向位移；②遵從多次應(yīng)力擴(kuò)散原則，設(shè)計(jì)應(yīng)力均勻、有效過(guò)渡的鋼—混凝土連接段；③首次采用以HDPE為基料制造的系桿轉(zhuǎn)向裝置，起到定位、轉(zhuǎn)向、傳遞橫向分力的作用，并允許系桿鋼絞線在孔道內(nèi)滑移；④鋼箱梁U型加勁肋過(guò)焊孔采用國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)的兩次半徑過(guò)渡方式，大大削減了鋼箱梁橫隔板過(guò)焊孔區(qū)域的應(yīng)力峰值。
（4）貫徹耐久性、可檢查性、可維護(hù)性設(shè)計(jì)思想。采用高品質(zhì)耐久性混凝土，鋼結(jié)構(gòu)分部位設(shè)計(jì)涂裝配套，配備拱肋檢修車、梁底檢修車及完善的檢修通道，對(duì)系桿、吊索進(jìn)行運(yùn)營(yíng)期監(jiān)測(cè)，可方便地更換系桿、吊索。
?。?）對(duì)混凝土拱肋段、肋間平臺(tái)采用實(shí)體仿真計(jì)算，按施工階段分析拱肋、肋間平臺(tái)等復(fù)雜預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。
?。?）主墩深水基礎(chǔ)施工采用鋼筋混凝土排樁+旋噴樁止水帷幕支護(hù)方案，豐富了橋梁大型深水基礎(chǔ)施工工法。
?。?）混凝土拱肋段為雙向傾斜曲面結(jié)構(gòu)，采用罕見(jiàn)的曲面液壓自爬模施工工法。
（8）鋼箱拱肋采用纜索吊裝、三維斜拉扣掛施工工藝，在三維扣索、臨時(shí)橫向聯(lián)結(jié)系、橫向風(fēng)纜的共同作用下維持施工期結(jié)構(gòu)平衡，進(jìn)一步發(fā)展了拱橋斜拉扣掛建造技術(shù)。
?。?）吊扣合一的臨時(shí)塔架高136m、寬110m，為滿足外傾式拱肋、曲線梁節(jié)段吊裝，纜索吊機(jī)采用塔頂索鞍大距離橫移技術(shù)豐富了纜索吊機(jī)的使用功能。
?。?0）對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，全面關(guān)注施工階段、運(yùn)營(yíng)階段可能面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)事態(tài)，為業(yè)主提供系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)管理策略。
四、有關(guān)資料
橋名：廣西南寧大橋
橋型：曲線梁非對(duì)稱外傾拱橋
跨徑：300m
建設(shè)單位：南寧市城市建設(shè)投資發(fā)展總公司、南寧國(guó)研科技投資有限公司
設(shè)計(jì)單位：四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院
施工單位：中鐵二局股份有限公司
混凝土用量：92742m3
鋼材用量：22873t
造 價(jià)：6億元
建成日期：2008年3月
