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摘要：水板大桥位于板房沟乡与水西沟镇之间，是乌鲁木齐市区前往南山风景区的重要节点，为跨越板房沟而设置。桥跨布置为：4×30m预应力混凝土现浇连续箱梁+40+150+40m飞燕式钢管混凝土拱桥+3×30m预应力混凝土现浇连续箱梁。本文重点介绍了大桥的设计构思及结构设计。
关键词：飞燕式钢管混凝土拱桥 构思 结构
一、工程概述
水板大桥位于新疆乌鲁木齐县，跨越板房沟河道，连接板房沟乡和水西沟镇。根据板房沟河宽度及两岸高程，桥梁长度约400~500m，沟底距离桥面最大深度约35m。桥梁主桥采用飞燕式钢管拱桥组合体系，主桥跨径组合为40m+150m+40m，主桥总长230m。引桥东侧采用3×30m现浇预应力混凝土箱梁结构，西侧采用4×30m现浇预应力混凝土箱梁结构，桥梁全长约440m。
二、设计原则
（1）结构设计遵循技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理和美观的建设方针。
（2）桥梁结构应注意景观效果，并符合环保要求。在选用结构型式时，要考虑桥位与所处的环境、地形和谐统一。
（3）桥梁结构要满足行车平顺、舒适、快捷、安全。
（4）结合项目所在地实际情况，在结构设计中尽量采用新技术、新工艺、新材料，力求使桥梁结构经济合理。
（5）结构设计力求加快施工速度做到技术合理、先进，有利于模数化、标准化、规范化、机械化施工，便于维修、养护，降低工程造价。
三、 主要技术指标
（1）道路等级：主干路
（2）设计行车速度：V=40km/h
（3）荷载等级：城市—A；
（4）横断面布置：0.25m人行护栏+3m人行道+15m车行道+3m人行道+0.25m人行护栏=21.5m；
（5）桥面横坡：机动车道双向1.5%，人行道反向1 %
（6）抗震设计标准：按桥梁抗震设防烈度为8度，水平向设计基本地震动加速度峰值为0.20g，桥梁抗震设防类别为B类。
（7）桥梁设计安全等级：一级
四、总体设计
桥梁主桥采用飞燕式钢管拱桥组合体系，主桥跨径组合为40m+150m+40m，主桥总长230m。引桥东侧采用3×30m现浇预应力混凝土箱梁结构，西侧采用4×30m现浇预应力混凝土箱梁结构，桥梁全长约440m。其主要特点是主拱采用钢管桁架形式，错落有致，拱脚直接与下部桥墩结构固结，桥面系悬于拱脚之上。
桥梁总体造型柔美，钢管主拱连带两侧副拱产生起伏的动感，侧看犹如两道长虹卧跨于板房沟河之上，正面望去又犹如一行飞燕展翅高飞。夜晚在灯光的衬托下，几条弧光带影跳跃起伏，暗暗飞絮飘香，飞鸟展翅，如诗如画的景象与意境，与远处冬运会场馆相得益彰，更将提升整个乌鲁木齐县主城新区的文化品味，促进沿河两岸的经济腾飞。
五、桥型方案设计理念
飞燕式拱桥主要体现“双燕齐飞”这样一种情境，将海燕富有张力的翅膀形象赋予给整个桥体，使桥梁造型生动，富有活力。海燕不畏风浪，在暴风雨中拼搏翱翔的形象已经深入人心，这样的形象也寓意着乌鲁木齐县人民在今后发展中要具备一种不畏艰难险阻的精神，这样才能将自己的家园发展建设的越来越美好。
六、结构简述
主拱拱肋采用钢管混凝土桁架结构，拱轴线采用悬链线，计算跨径L=150m，计算失高f=30m，矢跨比f/L=1/5，拱轴系数m=1.3。主孔横桥向平行布置两片钢管混凝土拱肋，主拱拱肋为4肢钢管桁架式断面，每一拱肋为两片由腹杆钢管与上、下弦杆钢管焊接形成的桁架片横向连接形成。桁架横向连接采用缀板与横隔板结合方式将两片桁架片连接为一整体，组成一条拱肋。拱肋钢管桁架为等截面布置，拱肋高3.65m，拱肋宽2.10m。上、下弦杆钢管均采用850x14mm的直缝焊接管，拱脚段上下弦杆加厚为16钢管；腹杆采用351x10mm无缝钢管；恒加重钢管及横向连接钢板均采用Q345D刚焊接连接。拱肋上下弦钢管内灌注C50微膨胀混凝土，形成钢管混凝土组合受力截面。在主桥钢管混凝土拱肋在拱脚段，考虑到后期洪水冲刷等因素，拱肋外包一层C50混凝土。
主跨桥面两个拱肋之间各设置5道风撑，风撑钢管均采用Q345D钢管焊接形成桁架。吊杆纵向间距按照5.0m布置，吊杆采用121丝高强平行钢丝束配冷铸锚。
七、主要施工方法
由于主拱拱肋体量较大，采用无支架缆索吊装施工，边拱肋采用支架现浇施工，待拱肋风撑等安装完毕后分阶段安装吊杆横梁并进行张拉，最后施工桥面系。下部桩基础采用挖孔桩施工。
八、总结
本桥梁方案经计算分析、抗震安全分析表明：在可能出现的最不利偶然荷载（百年风荷载、地震荷载）作用下，结构安全可靠。同时，桥梁总体造型柔美，与远处冬运会场馆相得益彰，更将提升整个乌鲁木齐县主城新区的文化品味。
参考文献：
[1]陈宝春《钢管混凝土拱桥》[M].人民交通出版社，2007
[2]林飞《中承式系杆拱概念设计》[J].桥梁工程，2010年第10期
[3]李国豪《桥梁结构稳定与振动》 (修订版)[M]．中国铁道出版社，2002
[4]李博强《飞鸟式系杆拱桥稳定性分析与施工控制》 [D]．大连理工大学硕士学位论文，201l
论文作者:黄声涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/11
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