马蹄河特大桥主桥总体设计

世 界 桥 梁 ２０１９ 年 第 ４７ 卷 第 ２ 期 （总 第 １９８ 期 ）
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马蹄河特大桥主桥总体设计
王 永 峰 ，朱 佩 章 ，龚 建 平 （中交第一公路勘察设计研究院有限公司 ，陕西 西安 ７１００７５）
摘 要：马蹄河特大桥位于贵州沿德高速公路跨马蹄河峡谷 处，跨 越 深 切 山 谷，两 岸 地 质 条 件 较 好，桥 面 距 河 面 高 达 １８０ ｍ。 结合桥位地形、地质，对不同桥型方案进行对比，最终确定悬浇拱桥设计 方 案。 主 桥 为 上 承 式 钢 筋 混 凝 土 箱 形 拱 桥，桥 跨 布 置
文 章 编 号 ：１６７１－７７６７（２０１９）０２－０００１－０５
１ 工 程 概 况 贵州沿河至德江 高 速 公 路 是 《贵 州 省 高 速 公 路
网规划》“六横七纵八 联”（简 称 ６７８ 网）中 的 第 ２ 纵 沿 河 至 榕 江 高 速 公 路 中 的 一 段 ，也 是 铜 仁 地 区 “一 横 二纵六连接”中的 “六 联”组 成 路 段。 沿 德 高 速 公 路 全长 １０４．４ｋｍ，路 基 宽 度 ２１．５ ｍ，设 计 速 度 ８０ ｋｍ／ｈ。马蹄河特大 桥 位 于 沿 德 高 速 公 路 跨 马 蹄 河 峡谷处，该桥 为 沿 德 高 速 公 路 控 制 性 工 程 。 ［１］ 桥 位 处马蹄河河面较宽，为２７ ｍ，平 均 水 深 约 ４０ｃｍ，经 测量计算河床比降为５．２‰。河 底 离 桥 面 设 计 高 程 约 １８０ ｍ。
桥位 区 域 地 势 总 体 上 呈 中 间 低 东 西 两 侧 高，即 两山夹一河流的地 貌 形 态，其 相 对 高 点 为 桥 梁 小 桩 号右侧北西向的一无名山脊，海拔高程 ６６０ ｍ，相对 低点为沟槽（马蹄河）沟床，海拔高程为 ３６３ ｍ，相对 高差约 ２９７ ｍ。 桥 位 于 靠 近 山 体 中 上 部 平 缓 沟 槽 （多 为 当 地 种 植 梯 田 ）通 过 ，地 形 起 伏 相 对 较 大 （主 要 是横跨马蹄河），阶地高程为５３０～５４０ ｍ，相对高差 为１０ｍ。植被不 发 育，以 零 星 灌 木 为 主，地 形 坡 度 一 般 为 ５°～１０°。 河 谷 两 岸 大 面 积 基 岩 裸 露 ，为 中 风 化 灰 岩 及 中 风 化 白 云 岩 ，岩 体 层 厚 较 厚 ，岩 体 完 整 。
因此，目 前 桥 位 桥 梁 规 模 较 小，地 形 地 质 均 较 好 ，桥 位 优 势 较 明 显 。 ２．２ 桥 型 比 选
马蹄河特 大 桥 工 可 阶 段 桥 型 为 主 跨 １３０ ｍ 的 连续刚构桥，根 据 现 场 调 查 情 况，主 墩 位 于 陡 壁 下 部，承台开挖及便 道 工 程 量 非 常 大，施 工 难 度 较 大， 环保方面欠佳；加 之 主 墩 高 度 较 高，经 济 性 差；且 近 百米的高墩配 １３０ ｍ 主跨 景观 效 果欠 佳，因此 工 可 阶段桥型方案不合理，需要进一步优化调整 。 ［２－４］
有限元程序 ＭＩＤＡＳ Ｃｉｖｉｌ进行结构静、动力分析，结果表明结构安全可靠。
关 键 词 ：箱 形 拱 桥 ；钢 筋 混 凝 土 结 构 ；主 拱 圈 ；挂 篮 悬 臂 浇 筑 ；结 构 计 算 ；方 案 比 选 ；桥 梁 设 计
中 图 分 类 号 ：Ｕ４４８．２２３；Ｕ４４２．５
文 献 标 志 码 ：Ａ
根据地形、地质情况，提出 拱 桥 和 连 续 刚 构 桥 ２ 个方案。
（１）方案一：主 跨 １８０ ｍ 的 上 承 式 钢 筋 混 凝 土 箱 形 拱 桥 ，结 构 示 意 如 图 １ 所 示 。
收 稿 日 期 ：２０１８－０９－１４ 作 者 简 介 ：王 永 峰 （１９７９－ ），男 ，高 级 工 程 师 ，２００３ 年 毕 业 于 西 南 交 通 大 学 土 木 工 程 专 业 ，工 学 学 士 （Ｅ－ｍａｉｌ：９１４０９００２０＠ｑｑ．ｃｏｍ）。
为２×３０ｍ 预制 Ｔ 梁＋净跨１８０ｍ 主拱（１５×１３ｍ 空心板）＋２×３０ｍ 预制 Ｔ 梁。上部结构由 垫 梁、拱 上 立 柱、盖 梁、简 支 空
心板组成 。主拱圈为单箱双室结构，采用挂篮悬臂浇筑法施工。交界墩 为 空 心 薄 壁 墩，两 岸 桥 台 均 为 重 力 式 桥 台。 采 用 空 间
２ 方 案 比 选 ２．１ 桥 位 比 选
（１）目前桥 位 与 马 蹄 河 河 沟 基 本 呈 正 交，桥 位 在小桩号侧 规 避 沟 壑，并 与 山 腰 间 的 Ｇ３２６ 线 保 持 一 定 的 安 全 距 离 ；在 大 桩 号 侧 沿 山 而 布 ，以 桥 梁 或 路
基形式 通 过。 主 桥 平 面 位 于 直 线 和 ＬＳ ＝１２０ ｍ、 Ｒ＝６７０ｍ 的右偏曲线上，纵向竖曲线半径为１５ ０００ ｍ，桥 梁 位 于 下 坡 段 ，坡 度 为 －２．６％ 。
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世 界 桥 梁 ２０１９，４７２）
优点：一跨跨 越 深 沟，与 环 境 结 合 良 好，桥 型 美 观 ；主 桥 总 长 度 较 连 续 刚 构 桥 方 案 少 边 孔 ，经 济 性 较 好；拱桥桥型能较好地发挥混凝土材料的受压特性 ， 同时结合了两岸的 灰 岩 地 质 情 况，基 础 采 用 扩 大 基 础 ，与 地 质 结 合 紧 密 。
（３）若桥位向右侧移动，受 Ｇ３２６线及所在山体 限 制 ，右 偏 幅 度 有 限 ，大 桩 号 侧 右 偏 后 不 能 有 效 利 用 地 形 设 置 路 基 ，使 桥 梁 规 模 增 大 ；右 移 后 马 蹄 河 峡 谷 此 处 较 宽 ，设 置 一 孔 跨 越 的 拱 桥 方 案 不 可 行 ；若 设 置 多跨 连 续 刚 构，则 主 跨 增 大，主 墩 均 在 １００ 多 米 以 上 ，经 济 性 差 。
（２）若桥位 向 左 侧 移 动，马 蹄 河 特 大 桥 前 后 须 设 置 几 百 米 长 的 隧 道 ，工 程 规 模 增 大 ；小 桩 号 侧 又 经 过 深 切 的 马 蹄 河 支 沟 ，引 桥 桥 墩 高 度 、跨 径 需 增 大 ，整 体 桥 梁 规 模 偏 大 ，支 沟 沟 壑 地 形 岩 石 完 整 性 稍差。