1． 概況
開(kāi)封黃河大橋位于開(kāi)封市東北，橋梁全長(zhǎng)7837.68m，主橋采用6×140m預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋（圖1）。
圖1 大橋效果圖
大橋位于黃河中游沖積平原，為典型的游蕩性河段，河道寬淺，兩岸地形平坦。設(shè)計(jì)流量18100 m3/s，最大沖刷水深18.61m?；鶐r以砂質(zhì)粉土、粉細(xì)砂為主。開(kāi)封市多年極端最高氣溫42.0℃，極端最低氣溫-17.5℃，年平均氣溫14.2 ℃ ~ 14.50℃，年平均降水量為670mm。
大橋按雙向六車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度120Km/h；通航凈高8m ,凈寬35m；地震基本烈度7度。
2． 主橋結(jié)構(gòu)
圖2 主橋橋型布置（單位：m）
主橋上部結(jié)構(gòu)為7塔8跨雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋，橋跨布置為85.12+6×140+85.12＝1010m(圖2)。采用塔梁固結(jié)、墩梁分離形式，墩頂設(shè)單排支座，構(gòu)成連續(xù)梁受力體系。
?。?）主梁
主梁采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土扁箱梁，單箱三室斷面，邊腹板為斜腹板。箱梁頂寬37.4m，墩頂梁高5m，跨中梁高2.5m，梁高采用1.6次拋物線型漸變。中腹板厚0.6m，邊腹板厚0.45m。從跨中至墩頂?shù)装鍖挾扔?8.41m漸變?yōu)?6.5m，底板厚按二次拋物線變化，由0.25m漸變?yōu)?.75m，頂板厚0.28m。箱梁墩頂設(shè)2道厚1.5m的橫隔梁，在每根斜拉索錨固斷面設(shè)置一道厚0.25m橫隔梁(圖3、圖4)。
圖3 箱梁跨中截面
圖4 箱梁根部截面
箱梁采用懸臂澆注施工法施工，劃分為18個(gè)塊件，0號(hào)塊長(zhǎng)6m， 1～7號(hào)塊段長(zhǎng)3m，跨中8～18號(hào)塊段長(zhǎng)4m。邊跨合攏段長(zhǎng)1.5m，主跨合攏段長(zhǎng)3.0m。
箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向鋼束有頂板束、腹板束和底板束，在墩頂及跨中無(wú)索區(qū)箱梁頂板、拉索橫隔梁下緣布置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束?？v向、橫向預(yù)應(yīng)力筋采用鋼絞線束。豎向預(yù)應(yīng)力筋布置在中腹板內(nèi)，采用精軋螺紋粗鋼筋。
?。?）橋塔及索鞍
在箱梁兩側(cè)各布置一個(gè)塔柱，塔高36m，結(jié)構(gòu)高度28m。橋塔為鋼筋混凝土矩形實(shí)體截面，橫橋向厚1.7m，順橋向?qū)?m。每個(gè)塔柱上與斜拉索對(duì)應(yīng)位置設(shè)單排11個(gè)索鞍，豎向間距1m。索鞍采用鋼板焊接成矩形焊接弧形鋼箱（圖5），在箱體內(nèi)設(shè)置隔板，在箱體兩側(cè)焊接錨墊板，再在隔板及錨墊板上鉆孔，穿入PE分絲管，在箱內(nèi)壓注C50微膨脹水泥漿形成索鞍結(jié)構(gòu)。索鞍兩端塔柱外側(cè)設(shè)置抗滑錨，上部結(jié)構(gòu)施工完成后在抗滑錨內(nèi)灌注環(huán)氧砂漿以抵抗運(yùn)營(yíng)階段產(chǎn)生的斜拉索兩側(cè)不平衡索力。對(duì)索鞍進(jìn)行了足尺模型試驗(yàn)和有限元分析計(jì)算。
圖5 索鞍構(gòu)造
?。?）斜拉索
斜拉索采用雙索面形式，布置在主梁兩側(cè)，每個(gè)橋塔兩側(cè)對(duì)稱布置11對(duì)斜拉索，每根斜拉索共34根φ15.24mm，首次采用環(huán)氧填充型鋼絞線Ryb=1860Mpa，拉索外套HDPE管。斜拉索在塔頂通過(guò)索鞍轉(zhuǎn)向錨固在箱梁兩側(cè)加厚翼緣板上，拉索錨固點(diǎn)間距4m。
?。?）下部構(gòu)造
主墩采用兩個(gè)分離的箱型墩柱（圖6），橫橋向分別在墩頂和承臺(tái)設(shè)置系梁加強(qiáng)橋墩的橫向聯(lián)結(jié)。墩身采用多邊形箱型截面，截面外輪廓尺寸為6m×6m，墩高12.0m。主墩基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)，承臺(tái)厚4m，每個(gè)橋墩設(shè)3排26根φ2m鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)83m。
圖6 橋墩施工
每個(gè)墩柱頂設(shè)置一個(gè)100000kN球型抗震鋼支座。要求固定支座雙向、單向支座橫橋向（固定支座墩為順橋向）滿足在溫度力和汽車(chē)制動(dòng)力作用下固定不動(dòng)，而在設(shè)計(jì)地震力作用下可在滑動(dòng)面上產(chǎn)生一定位移，以達(dá)到抗震消能作用。
?。?）主橋施工
在橋位上游側(cè)架設(shè)單線棧橋，利用棧橋搭設(shè)墩位施工平臺(tái)，進(jìn)行基礎(chǔ)和承臺(tái)施工。待承臺(tái)施工完成后拆除墩位平臺(tái)，安裝塔吊進(jìn)行墩身和上部結(jié)構(gòu)施工。全部建橋物資通過(guò)棧橋運(yùn)輸，并通過(guò)棧橋上吊機(jī)吊裝。
主梁0、1號(hào)塊梁段在支架上施工，其它梁段采用后支點(diǎn)掛籃懸臂澆注（圖7），斜拉索安裝比懸臂澆注滯后一個(gè)梁段。主橋合攏從邊跨向河心對(duì)稱逐跨進(jìn)行。斜拉索采用一次張拉到位，成橋后不進(jìn)行調(diào)索。
圖7 箱梁懸臂施工
3． 主要技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)
開(kāi)封黃河大橋?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)一聯(lián)孔跨總數(shù)最多、連續(xù)長(zhǎng)度最大的多塔部分斜拉橋，也是目前國(guó)內(nèi)已建主跨跨徑最大的部分斜拉橋之一。該橋的建成通車(chē)為我國(guó)部分斜拉橋建設(shè)的重大突破。
（1）在國(guó)內(nèi)同類型橋梁中首次采用環(huán)氧涂層填充型鋼絞線錨固體系斜拉索，環(huán)氧涂層填充型鋼絞線具有優(yōu)異的防腐蝕性能。索體防腐引入一次性防腐的理念，提高了拉索壽命。
?。?）通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的鋼絞線錨固體系進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出適應(yīng)環(huán)氧涂層填充型鋼絞線的錨固體系，改善了鋼絞線斜拉索錨固體系使用耐久性能和低應(yīng)力安全性能。避免過(guò)去采用大、小鋼管索鞍中鋼絞線相互擠壓變形、鋼絞線受力不均的問(wèn)題。
?。?）通過(guò)足尺模型試驗(yàn)和有限元理論分析，在國(guó)內(nèi)外首次開(kāi)發(fā)并采用了新型PE分絲管索鞍技術(shù)，通過(guò)在本橋橋塔索鞍應(yīng)用，使施工工序大大簡(jiǎn)化，節(jié)約了投資，保證了工程質(zhì)量。
?。?）研制并采用萬(wàn)噸級(jí)大噸位球形抗震鋼支座，解決了大噸位球形鋼支座的抗震問(wèn)題。
4． 有關(guān)資料
橋 名：開(kāi)封黃河大橋
橋 型：PC部分斜拉橋
跨 徑：140m
橋 址：河南省開(kāi)封市
設(shè)計(jì)單位：河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院
施工單位：中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
鋼材用量：63558t
混凝土用量：480123m3
造 價(jià)：15.48億元
建成日期：2006年11月
