1.2　V型墩连续刚构桥的国内外工程概况

1.2.1　国外工程概况

国外较早的V型墩连续刚构桥出现在法国,La Voulter-sur-Rhone桥建于1955年,如图1.1所示,该桥长300m,共设置5个V型墩,V型墩与竖向夹角约为20°,墩底固结,主跨56m,主梁采用等截面形式。圣米歇尔(Saint-Michel)桥建于1962年,如图1.2所示,该桥由著名结构工程师欧仁·弗莱西奈(Engene Freyssinet)设计,全长326m,共设置4个V型墩,V型墩与竖线夹角约为30°,该桥设计时采用了变截面梁。此后,日本、英国、荷兰、德国等也先后修建了类似结构的桥梁,见表1.1。其中,德国的美茵河(Main River)桥,如图1.3所示,两岸引桥分别为184m和330.5m,主桥长299m,跨径布置为82+135+82(m),上部结构采用变截面箱梁形式,墩顶处梁高6.5m,V型墩与竖线的夹角约为30°。施工时,采用从V型墩向两侧对称悬臂拼装施工,边跨采用了辅助墩,引桥采用顶推施工。

进入20世纪90年代后,国外的V型墩连续刚构桥的跨径逐渐增大,自重进一步减轻,出现了一些钢结构和混凝土箱型结构的V型墩,其中,法国的Grand Canal桥建成于1994年,如图1.4所示,其V型墩采用钢桁架形式。日本的滩川(Nadagawa)桥建成于1997年和荷兰的Netherlands桥建成于2005年,其V型墩采用钢箱梁结构形式。美国的新伍德罗·威尔逊大桥(New Woodrow Wilson Bridge)开始修建于1999年,如图1.5所示,其V型墩采用混凝土箱形截面结构形式。

国外典型V型墩连续刚构桥介绍如下。

1.日本滩川桥

日本滩川桥位于日本28号一般国道(本州四国联络道路/神户—鸣门)上淡路岛北部,邻接日本国家公园和日法纪念碑的公园都市化规划区域,而且经桥下连接海岸到公园的交通设施也已经规划,所以非常重视美观,通过方案比选最终确定采用5跨V型墩连续刚构桥,主桥跨径布置为80.5+121+63.5(m),有两个V型墩,V型墩间主梁间距分别为65m和51m,左V撑左侧梁长48m,右侧V撑右侧梁长38m,左、右侧V型墩的高度分别为45.7m和37.9m。V撑施工采用从下面拉上来的斜索和排架的方法和滑拽架设法。主要施工工序为基础施工→两个V型墩施工→V撑间中心跨合拢→边跨主梁施工。

2.法国勒阿弗尔运河桥[6]

法国勒阿弗尔运河桥位于塞纳河的港口城市勒阿弗尔通海大运河(Grand Canal Maritime)上,桥梁全长为1410m,跨径布置为40+7×60+107.5+275+107.5+7×60+40(m),其中107.5+275+107.5(m)为V型墩连续刚构桥,桥下通航净空高50m、宽180m,桥梁纵坡为双向6%,截面形状为П形双主梁,桥面板分钢桥面和钢筋混凝土桥面两种,桥面横坡为双向2.5%。中间的V型墩及两侧各22.5m的区段为共长415m的钢桥面,两侧引桥为各497.5m的钢筋混凝土桥面。两者的连接处位于第一边跨的反弯点处。钢桥面的钢板厚度为14～16mm,纵肋板厚6～8mm,横肋间距4m。钢桥面两主梁的下翼缘宽度在1.5～2.08m的范围内变化。

为了便于与П形主梁的连接,钢V型墩采用“工”字形截面。主跨间的梁部,设斜杆交叉式桁架(无竖杆)下横撑,在V型墩范围内也有同样的下横撑。钢桥面板间的连接、主梁间的连接、主梁与V型墩间的连接等均采用焊接。该桥钢结构部分的用钢量约10000t。

3.美国新伍德罗·威尔逊大桥

新伍德罗·威尔逊大桥(New Woodrow Wilson Bridge)为跨越波托马克河的一座开合桥,桥梁的建成为每日往返该处的成千上万上班族减少了行车时间。全桥共31跨,每跨平均跨径约56.1m。旧伍德罗·威尔逊桥通车于1961年,伍德罗·威尔逊大桥重建项目耗资25亿美元,由3个部分组成:重建旧伍德罗·威尔逊桥、重建将近12%的首都环城路和重建4座立交桥,以缓解进出高速公路的压力。由于新伍德罗·威尔逊桥庞大的基础和大体积混凝土的高标准要求,桥梁采用了特制的矿碴水泥以有效地控制混凝土的收缩、徐变和水化热。此外,空间填充和土壤稳定工程中所用的泡沫混凝土也采用了拉法基粉煤灰,伍德罗·威尔逊桥重建项目于1999年启动,道路部分已于2009年完工,最后一座立交桥于2013年建成。

1.2.2　国内工程概况

我国的V型墩连续刚构桥起步较晚,第一座V型墩连续刚构桥是广西桂林雉山漓江大桥,建于1988年,由铁道部大桥工程局设计、施工。在此后的一段时间内,我国的桥梁工程师不断总结和借鉴国外的先进建桥经验,在实践中不断创新,建设了一定规模的V型墩连续(刚构)梁桥[7-37],具体情况见表1.2。

国内典型V型墩连续刚构桥介绍如下。

1.台湾台北忠孝桥

忠孝桥位于台湾省台北市忠孝西路一段,跨越西宁南路,连接北门高架道路,再越过淡水河与三重连接,台北市侧626m及三重侧519m。主桥总长1145m,主跨为多孔V型墩梁式桥,间距80m,上部结构按连续梁设计,梁高2.6m,高跨比1􀏒30,建筑高度很小,既便于运输吊装,又增加桥下净空,造型轻巧,颇具风格,于1981年竣工。

该桥由林同炎工程顾问股份有限公司设计。建成后的桥梁如图1.6所示。

2.广西桂林雉山漓江桥

广西桂林雉山漓江桥又称象鼻山漓江桥,位于广西桂林市小东江穿山桥和桃花江雉山桥的连线上,桂林风景区象鼻山下游约800m处,主桥采用V型墩连续刚构桥,跨径布置为67.5+95+67.5(m),主跨为带挂梁结构,挂梁长40m,主跨悬臂长度27.5m,主梁为三向预应力混凝土结构,由两个变截面单箱单室箱梁组成,两箱间桥面板预留高度0.6m,用现浇混凝土连接成整体,主梁在斜腿处高3m,向两侧对称伸长16m,按直线变化为2m梁高,箱梁顶板厚25cm,腹板在0号块处厚60cm,边支座桥台处厚50cm,悬臂端厚84cm。引桥为单跨10m简支预应力空心板梁桥,桥梁全长263.46m,桥面宽度18.5m,其中行车道宽14m,两侧人行道各宽2.25m,设计荷载为汽-20、挂-100验算,人群荷载3.5kN/m2。V型墩的斜腿长12m,横桥向宽度与箱梁底板相同,宽度为5m,斜腿与竖线夹角为45°。

因该桥位于熔岩发育地区,V型墩施工采用劲性骨架,分段浇筑,并通过预应力拉杆对拉,浇筑斜腿间的梁体,合拢三角架,然后用挂梁悬臂浇筑各主梁节段,分4节段浇筑边跨,合拢边跨,最后搭架浇筑挂梁。

该桥由铁道部大桥工程局设计、施工。V型墩的一般构造如图1.7所示,建成后的桥梁如图1.8所示。

3.江西丰城赣江桥

江西丰城赣江桥位于江西省丰城市西南约7km,赣江下游距石上水文站约1km处,属丰城至高安省道干线公路上横跨赣江的一座特大型公路桥梁,跨径布置为12×40+55+4×70+55+8×40(m);桥宽为净11+2×1.0(m),主桥为V型墩6孔预应力混凝土连续梁桥,引桥为预应力混凝土简支梁(桥面连续),该桥为江西省首次采用的V型墩结构。主桥和引桥均采用相同的4箱单室等高度箱型梁,梁高1.9m。

V型墩及其上30m主梁采用斜撑式贝雷支架就地浇筑;V型墩之间的40m主梁与简支梁均采用相同的工艺预制,相同的双导梁架设;主桥墩采用浮运承台外壳施工,其中外壳平面尺寸与承台相同,但高度大于承台厚度;施工速度快,总工期仅18个月,于1992年11月竣工。

该桥由江西省交通规划勘察设计院设计,江西省路桥工程局施工。桥梁架设过程及建成后的桥梁分别如图1.9、图1.10所示。

4.江苏苏州相门大桥

江苏相门大桥位于江苏省苏州市,桥梁全长128.6m,采用预应力V型墩连续梁桥形式,主桥跨径布置为28.3+40+28.3(m),上部结构采用装配式预应力混凝土连续T形梁,梁距1.6m,中墩处梁高1.9m,边墩和跨中处梁高为1.2m,在边孔至中孔范围内腹板宽为0.16～0.36m,连续T形梁共18片,每片分成5段预制。

V型墩斜腿长6m,斜腿间拉杆长8m,拉杆嵌入T形梁内,在桥的外侧立面看不到,斜腿轴线与墩中心线夹角为45°,斜腿的宽度接近全桥宽,斜腿上端厚度为1m,下端厚度为1.2m,拉杆宽度为1.2m,高0.4m。V型墩内除拉杆为预应力混凝土构件外,其余均为钢筋混凝土结构。V型墩与连续T形梁通过盆式支座连接。建成后的桥梁如图1.11所示。

5.广东中山东明桥

广东中山东明桥位于广东省中山市北区东明花园北部,跨越岐江河,连接市区和港口镇,主桥为预应力V型墩连续刚构桥,跨径布置为60+90+60(m),引桥为6×25m部分预应力混凝土简支T形梁,桥梁全长511m,桥面宽度33m,其中行车道宽22.5m,中央分隔带的宽度1.5m,两侧人行道各宽3.5m,设计荷载为汽-超20、挂-120验算,人群荷载4kN/m2,桥上纵坡为3.4%。桥梁横向采用分离式单箱单室箱梁,箱梁顶板宽15.1m,箱梁悬臂长度3.2m,顶板厚26cm,底板厚度20～50cm,箱梁高度2～3.6m,底板厚度和梁高从跨中到根部均按照二次抛物线变化,为减少下部构造尺寸,箱梁采用斜腹板;箱梁采用纵向、竖向双向预应力体系,预应力钢筋采用的高强度低松弛钢绞线,为了方便施工,纵向预应力钢筋只采用顶板束和底板束两种形式,顶板束全部锚在箱梁顶板上,未设附加锚块,底板束则锚在底板锚块上,主梁预应力类型见表1.3。

锚具采用OVM15型群锚,预应力管道采用镀锌钢带加工的波纹管成孔,竖向预应力粗钢筋采用ϕL 28冷拉Ⅳ级钢筋,管道用预埋铁皮管成孔。箱梁同一断面腹板为等高度,桥面横坡由箱体和V型墩身一起斜置形成。箱梁在两个主墩的4个斜腿顶面及两个过渡墩处共设置6道横隔板。边跨合拢采用体外设置支撑钢管的设计方案,中跨合拢采用体外设置临时钢管支撑,并施加预应力的设计方案。从结构设计、施工和美观等方面综合考虑,主墩采用V型墩墩身,斜腿轴线与墩中心线交角为39°,上下端固接,墩高7.74m,横桥向斜腿宽6～8m,从上往下线性变化,两个斜腿在承台处合拢,斜腿为墙板式部分预应力混凝土结构。每根斜腿沿其轴向布置16束7ϕj 15.24高强度低松弛钢绞线,一端自锚于承台内,一端在箱梁内底部与横隔板交接处的下梗肋斜面上锚固。箱梁采用50号混凝土,V型墩部分采用40号混凝土。

V型墩连续刚构桥的施工重点是V型墩合拢,该桥V型墩合拢步骤为:搭设满堂支架,对称浇筑V型墩斜腿混凝土;待混凝土强度达到100%后,在V型墩斜腿顶板对称张拉临时预应力粗钢筋后,在支架上浇筑0号块混凝土,强度达到80%以上,张拉斜腿预应力钢筋和0号块底部预应力,形成单箱V型墩体系,浇筑0号块的支架不能直接支承在V型墩斜腿上。

该桥由广东省公路勘察规划设计院设计。建成后的桥梁如图1.12所示。

6.江苏南京集庆门大桥

江苏南京集庆门大桥横跨外秦淮河,东接凤台路,西连长虹路,桥长114m,桥宽40m,主桥采用三跨V型墩连续刚构桥,跨径布置为32+50+32(m),基础采用钻孔灌注桩施工,桩长51.2m,桩基入岩8.0m,主梁采用单箱双室双向预应力结构,双桥并列,各自成桥。

V型墩采用预应力结构,由墩座、墩壁、箱梁0号、1号段组成倒三角形结构,墩座高2.0m,墩壁斜长6.0m,厚1.0m,宽度从6.5m渐变为10.2m,倾斜度40°,其内布有劲性骨架和ϕL 32mm精轧螺纹钢筋,预应力筋下端锚固于墩座中,上端锚固于箱梁底板上。建成后的桥梁如图1.13所示。

7.湖南省长沙湘江南大桥

湖南省长沙湘江南大桥是长沙市城市环线跨越湘江的特大型城市桥梁,它同时还跨越铁路长南联络线及城市主干道——潇湘大道,两端与东西桥头立交衔接。大桥采用V型墩连续梁形式,桥梁全长1389.62m,主桥跨径布置为66+3×88+66(m),桥宽27m,横向布置为2m人行道+3.5m非机动车道+16m机动车道+3.5m非机动车道+2m人行道,设计荷载为:汽车-20,挂-120验算,人群荷载4kN/m2。

主桥主梁由上、下行分离的两个单箱单截面组成,每幅桥宽13.5m。桥面单面横坡1.5%,由箱梁顶板自倾形成。箱梁底板宽6.0m,内侧悬臂长3.25m,外侧悬臂长4.0m。箱梁根部(V形斜腿外侧)梁高4.2m,跨中梁高2.6m,其间箱梁高度按二次抛物线变化。箱梁顶板厚26cm。箱梁腹板厚度在0号块范围内为50cm,1～3号梁段线性变化为30cm。底板厚度在根部处为60cm,在跨中处为25cm,按照二次抛物线变化。

V型墩采用实心矩形截面,斜腿高7.19m,宽度与箱梁底板相同,均为6.0m。V型墩上端厚1.8m,下端厚1.4m,与箱梁相交处及自身底部相交处均采用弧形过渡,既避免了应力集中,又增加了美观性。V型墩与其上长16m、高4.0m的箱梁共同组成了0号块。在0号块与V型支撑对应位置设厚50cm的横隔板两道,边跨端部设厚1.2m横隔板,以便于预应力锚固与设置伸缩缝。其余部位均不设横隔板。大桥于2000年9月20日建成通车。建成后的桥梁如图1.14所示。

8.湖南怀化潕水河二桥

湖南怀化潕水河二桥位于湖南省怀化市西侧的潕水河上,是新旧城区的联系纽带,该桥全长274.34m,跨径布置为75+110+75(m),桥全宽24m,分左右两幅,每幅宽12m,V型墩与竖直线的交角为34.5°,斜腿高14.82m,厚2m,斜腿间梁长23m。

主梁采用单箱单室变截面箱梁,三向预应力结构体系,梁高按二次抛物线变化,斜腿处梁高4.5m,跨中处梁高2.5m。箱梁顶板宽11.8m,底宽6m,顶板厚25cm,底板厚25～70cm,腹板厚40～60cm。建成后的桥梁如图1.15所示。

9.广东广州琶洲珠江大桥

广州琶洲珠江大桥又称为黄洲大桥,位于广州市东部华南大桥和东圃大桥之间,北起天河区科韵路与黄埔大道的交叉口,跨珠江,经琶洲,与新港东路相交,终于海珠区新滘南路,并与仑头的东南环高速路和华南快速干线连接,是广州第12座横跨珠江的大桥,是目前世界上跨径最大的V型墩连续刚构桥之一,也是当今国内同类桥梁中首座特大跨径V型墩连续刚构桥。琶洲大桥总长1205m,主桥跨径布置为70+135+160+135+70(m),桥宽32m,双幅桥梁桥下主航道宽120m,通航高度20m。

主梁采用预应力混凝土变高度、变截面单箱单室箱梁,V型墩斜腿与主梁固接处梁高7.0m,V型墩上部托顶梁跨中梁高为6.0m,次主跨桥墩中心支承处梁高6.5m,每跨合拢段和边跨现浇段梁高为3m。梁体下缘除跨中合拢段和边跨现浇段为直线及托顶梁梁底为R=65.718m的圆曲线外,其余部位梁体下缘曲线线形均为二次抛物线。每幅箱梁顶宽15.0m,底宽8.0m。顶板厚度为28cm。边跨、次主跨腹板厚度由支承处的70cm渐变为跨中合拢处的32cm,160m跨腹板厚度由支承处的80cm渐变为跨中合拢处的32cm,托顶梁腹板厚度由固接处的80cm渐变为墩中心的70cm。边跨、次主跨底板厚度由支承处80cm渐变为跨中合拢处35cm,主跨底板厚度由支承处90cm向外侧渐变为跨中合拢处的35cm,托顶梁底板厚度由支承处的90cm渐变为墩中心处的70cm。板厚均在箱梁内侧变化。箱室顶板处设150cm×37cm梗腋,底板设置30cm×30cm梗腋。全梁在支点、斜腿与主梁固接处及中跨跨中设置带人孔的横隔板。箱梁采用纵向、横向、竖向三向预应力体系,箱梁顶板和腹板纵向钢束采用19ϕj 15.24钢绞线,底板纵向钢束及合拢段顶板纵向钢束采用15ϕj 15.24钢绞线,箱梁横向钢束采用4ϕj 15.24钢绞线,竖向预应力采用ϕL 32高强度精轧螺纹钢筋,JLM-32锚具锚固。

V型墩两斜腿截面为双箱单室的钢筋混凝土箱形结构,箱体顶、底板厚度均为60cm,腹板厚度分别60cm、40cm、60cm,箱内设有20cm×20cm倒角,每个箱内空腔尺寸为1.1m×3.2m。两斜腿中间设置隔板,V型墩斜腿顶、底部各设有一定长度的实体过渡段,以连接箱梁和V型墩台座。斜腿厚2.3m,宽度与箱梁底板宽度一致,为8.0m。主跨侧斜腿长25.914m,次跨侧斜腿长25.524m。承台顶设V型墩台座,台座长6.0m、宽8.0m、高3.6m。斜腿纵向夹角相同,均为65.9264°,左右斜腿与铅垂线夹角分别为32.6616°和33.6248°。

该桥由铁道第一勘察设计院集团有限公司设计,广东省长大公路工程有限公司施工。建成后的桥梁如图1.16所示。

10.河南洛阳市洛河大桥

洛河大桥位于河南省洛阳市,跨越洛河,为洛阳市重点工程,为与风景区相适应,洛河大桥主桥采用8跨连续梁,南、北引桥均为10孔跨径30m的空心板梁。主孔为8孔一联50+6×80+50(m)的预应力混凝土连续箱梁,桥面宽度为36.5m。

主梁采用单箱单室箱梁形式,箱梁顶板宽17.25m,横桥向设双向1.5%横坡,两侧翼缘板悬臂长4.275m,顶板厚0.28m,底板厚度由根部的0.6m变化至1/4跨处的0.25m。顺桥向梁高采用二次抛物线变化,根部梁高4.0m,跨中梁高2.0m,箱梁采用斜腹板,单腹板宽50～80cm。根部箱梁底宽7m,跨中箱梁底宽8.0m。箱梁共在端部设横隔板4道,板厚1.50m,设1.2m×0.87m人孔,中部0号节段处设1.5m×0.9m人孔。横坡由箱梁顶底板整体倾斜形成,腹板保持1􀏒4的斜率不变。箱梁0号节段采用V型墩与主梁固接,V型墩为实体墙板式钢筋混凝土结构,斜腿轴线与墩中心线交角为45°,与箱梁形成整体,底部采用盆式橡胶支座,0号节段高为8.8m,底部在纵向和横向均为水平。建成后的桥梁如图1.17所示。

11.浙江淳安县千岛湖大桥

浙江省淳安县千岛湖大桥位于城北约3km的千岛湖中心区东北部,是淳安县交通规划“内成环、外疏口”公路网建设中的关键工程。桥梁全长1258m,桥面宽18m,双向4车道。主桥为V型墩连续刚构桥,其跨径布置为70+7×105+70+40(m),连续长度达915m。1～8号墩为V型墩,墩梁固接。主梁采用单箱单室斜腹板断面,顶部宽18.0m,两翼悬臂长4.15m。V型墩斜腿为板式钢筋混凝土结构,内设劲性骨架,斜腿轴线与墩中心线交角45°,上下固接,斜腿长为13.8～16.5m,横向与固接处箱梁底同宽,均为7.5m。斜腿根部厚2.0m,与梁固接处厚为1.03～1.21m。V型墩顶部主梁总长29m,0号块长18m,1号块长5.5m。

该桥由中铁大桥勘测设计院设计,中铁大桥局集团施工,2005年9月建成通车。建成后的桥梁如图1.18所示。

12.浙江青田塔山大桥

浙江青田塔山大桥位于浙江省丽水青田县,跨越瓯江,江面宽370m,主河道宽60m,具有山区河流特点,河水暴涨暴落,洪水期水位剧增,枯水期水位剧降。桥位处水流流速较快,冲刷作用明显。主桥采用V型墩预应力混凝土连续刚构桥,桥梁全长280m,跨径布置为80+120+80(m),主梁采用单箱双室变高度箱梁,全宽18m,主梁在V型墩处高为4.5m,跨中及边跨支点梁高为2.5m,箱梁顶板线形与道路竖曲线线形一致,底板线形按照二次抛物线变化。桥梁横坡由箱梁顶面横坡形成,箱梁底板水平。V型墩墩顶箱梁设2.8m宽的横梁,边跨支点设1.8m宽的端横梁。箱梁底板宽11m,悬臂宽3.5m,悬臂端部厚20cm,根部厚60cm。箱梁顶板厚度为V型墩墩顶段40cm,其他26cm;箱梁底板厚度为V型墩墩顶段40cm,其他范围从根部100cm沿二次抛物线变化到跨中30cm;腹板厚度为V型墩墩顶段及1、2号浇筑段厚80cm,其他范围腹板宽度为60cm。为减小应力集中,箱梁底面与V型墩斜撑间设圆弧过渡。主桥中墩与下部结构承台固接,边跨与下部墩帽间设活动盆式支座。

主梁设纵向、横向、竖向三向预应力体系。纵向、横向预应力材料均采用ϕj 15.24高强低松弛钢绞线,标准强度,箱梁纵向采用12ϕj15.24、19ϕj 15.24两种规格的钢绞线和相应的锚具,横向采用3ϕj 5.24钢绞线和BM15-3扁锚,纵向、横向预应力张拉控制应力均为。竖向预应力采用精轧螺纹粗钢筋及相应的锚具,张拉控制应力为。

V型墩采用预应力混凝土结构,墩身纵桥向厚度150cm,横桥向宽度11m,斜撑夹角75°。V型墩身中张拉预应力,预应力采用ϕj15.24高强低松弛钢绞线,标准强度=1860MPa,预应力钢绞线规格为12ϕj 15.2,张拉控制应力为。V型墩预应力布置在墩身中心位置,张拉端设在V型墩墩顶横梁倒角位置,固定端埋设于承台混凝土内。

主桥每个中墩基础采用6根直径为220cm的大直径钻孔桩,每个中墩基础纵桥向布置钻孔桩两根、横桥向布置3根,纵桥向桩中心距600cm,横桥向桩中心距550cm。桩顶设钢筋混凝土承台,V型墩固接于承台上,使上下部连接为整体,承台平面纵、横尺寸分别为970cm和1420cm,承台厚350cm。此外,承台顶设墩座,与V型墩固接。

该桥由杭州城建设计研究院设计,中铁第十三工程局集团施工,于2006年5月完工。建成后的桥梁如图1.19所示。

13.江苏灌南县人民桥

江苏灌南县人民桥位于灌南县新安镇人民路跨盐河处,主桥桥型为57.5+86+57.5(m)的三跨一联预应力混凝土V型墩连续刚构桥。主桥全宽25m,中间行车道21m,两侧各设2m人行道。主梁横断面为双箱单室,单箱顶宽12.5m,底宽6.8m,悬臂翼缘3.0m。箱梁梁高与底板厚按抛物线变化,跨中梁高2.0m,支点处梁高3.6m。腹板采用直腹板,厚度40～70cm。底板厚度25～60cm,顶板厚度28cm。主桥连续箱梁全长201m,节段施工分为0～8号节段、边跨膺架直线段及合拢段。0号节段长度为20m;1～8号段节段长度为4.0m,合拢段长度为2.0m;边跨直线段长度为15.5m。

主桥上部结构的施工方法为:0号节段采用在承台上搭设支架上现浇;1～8号节段采用对称、平衡挂篮悬臂施工;两边跨现浇段搭设支架浇筑;合拢段采用吊模法施工,按设计要求先合拢边跨,后合拢中跨的顺序安排施工。主要施工顺序为:主墩V型支撑及箱梁0号块(支架现浇)→1～8号节段(挂篮悬臂浇筑)→边跨及其合拢段(支架及吊模浇筑)→解除临时支座及锚固筋(体系转换)→中跨合拢(吊模浇筑)→桥面二期恒载施工。

该桥由江苏交通科研院设计,灌南县水利建筑工程公司负责施工,2006年4月8日开工建设,于2007年4月竣工。该桥建成效果如图1.20所示。

14.云南昆明草海大桥

云南昆明草海大桥是昆明市南绕城高速公路中跨越草海的一座大桥,工程东起河尾村立交,跨越滇池路,在柳苑度假村处跨过滇池北部的草海水域,止于西山脚下的高尧立交。其中水上工程长约1200m,依次跨过大观楼观光游船航道、东风坝和坝内水域。

该桥主桥采用钢—混凝土连续组合梁V型墩刚构桥,景观上采用“滇池飞鸥”的造型,体现“七彩云南”的文化特色,跨径布置为60+7×80+60(m),双向6车道,设计车速为100km/h,桥梁分两幅,每幅宽度为15.75m,两幅间净距1m,路幅全宽为32.5m。单幅主梁采用等高度组合梁,箱梁高3m,钢梁采用箱形边主梁,边箱高2.5m,腹板采用直腹板,腹板厚20mm,上、下翼缘板厚36mm,钢箱每3.5m设置一道横隔板。钢梁采用Q345qD钢材,顶板为混凝土板,顶板宽15.75m,上设2%的单向横坡,箱中间顶板厚0.27m,与钢桥接合处厚0.5m。箱梁悬臂长3.5m,端部厚0.16m。混凝土桥面板采用预制构件,横向为一整块,纵向4m设一道节缝,节缝采用现浇形式。混凝土顶板与钢箱梁上翼缘通过剪力钉连接,剪力钉结合部位的混凝土板预留槽口,待桥面板吊装后现浇槽口内混凝土。

为加快主桥施工进度,减少施工对滇池自然保护区的影响,V型墩采用钢结构,V型墩与竖线夹角为40°,V型墩斜腿截面为两个分离边箱,边箱间加横向联系,再用薄钢板装饰成板式截面。V型墩斜腿截面高度为1.2～1.5m,宽度1.3m,采取Q345qD钢材,板厚24mm,单板肋高240mm,板厚20mm。V型墩斜腿与基座上部为钢-混凝土组合结构,组合段采用分离单箱截面,长度2m,横桥向长1.3m,顺桥向宽2.0m,箱壁内外布置剪力钉,并通过箱内设置预应力粗钢筋实现其与混凝土基座的可靠连接。下部为实心钢筋混凝土结构,采用C40混凝土。V型钢腿采取现场节段拼装法施工,主桥梁部钢结构采用单向顶推法施工。

昆明市草海大桥主桥为国内首次采用的钢-混凝土连续组合梁V型墩刚构桥。组合梁自重轻,基础刚度较小,V型墩延性好,能较好地适应变形,解决了地质条件差、高地震烈度地区修建连续刚构桥梁的技术难题。该桥建成效果如图1.21所示。

15.京沪高速铁路北京特大桥跨北京南三环桥

京沪高速铁路北京特大桥跨北京南三环桥位于北京玉泉营西侧,桥下交通繁忙,人烟密集。为增强桥梁结构的通透性,减少施工对桥下交通的干扰,桥梁采用了三跨V型墩变高度连续钢箱梁桥,桥梁跨径布置为68+110+68(m),箱梁平面采用与线路半径R=800m相同的曲线,边支点及跨中梁高4.8m,中支点梁高12m,梁底曲线由中支点向两侧采用相同的二次抛物线过渡,V型支撑顶宽24.4m,高5.8m,V型墩斜腿高度3.2m。钢箱梁顶面水平,横坡由桥面铺装形成。钢箱梁顶、底板厚32～48mm,腹板厚28～48mm,V型支撑处均采用48mm厚板,V型墩底设支座。京沪高速铁路于2008年4月18日开工建设。桥梁建成如图1.22所示。

16.河北石家庄友谊大街桥

河北石家庄友谊大街桥跨越呈东西向展布、宽度约100m的太平河,根据市政交通道路规划中所确定的友谊大街北延方案,道路设计标准为城市主干路,原有桥梁拆除重建,新建桥梁的桥面宽度为50m,采用上下行分离双向10车道,桥面布置为2×(5.25m人行道+7m慢车道+0.75m分隔带+11.25m快车道)+1.5m分隔带,行车道横坡1.5%,人行道横坡1%。设计行车速度为60km/h。桥梁采用V型墩连续刚构桥,全长130m,桥跨布置为35+55+35(m),纵面位于R=16000m的竖曲线上。

主梁采用预应力混凝土箱梁,每幅横断面为单箱四室,宽度为24.75m,截面高度在斜腿处最高为2.7m,在桥台支座处及中跨跨中处最低为1.8m(图1.23),顶板厚度为26～45cm,底板厚度为20～60cm,腹板厚度为50～65cm。箱梁外腹板为斜腹板,外侧人行道悬臂长度为3.0m,悬臂根部厚度为0.8m。箱梁内侧机动车道悬臂长度为2.0m,悬臂根部厚度为0.5m。外腹板倾斜角度不变,梁底宽度随梁高度变化。

斜腿与竖线的交角为40°,V撑厚度从上到下由1.1m过渡到1.4m。V撑宽度按箱梁外腹板倾斜角度下延至墩台顶面,也形成上宽下窄的V形。为改善V撑受力,V撑与竖线的交角采用40°,为加强美观效果,V撑厚度从上到下由1.1m过渡到1.4m,为满足V撑受力要求,在V撑内设置钢骨,即采用20a工字钢来增强V撑的抗拉、压、弯能力。V撑钢骨架采用20a工字钢、14工字钢,V撑截面上、下边缘各布置一排20a工字钢,每排共计18根,工字钢深入箱梁梁体及承台中长度不小于3m,截面上、下边缘对应的20a工字钢每隔150cm通过14工字钢相连接。

桥墩下部结构为桩基、承台基础,每个承台下采用双排,共计16根ϕ150cm的钢筋混凝土灌注桩,桥台下部采用桩基础、立柱上接盖梁的形式,每个盖梁下采用4根ϕ150cm的钢筋混凝土灌注桩。

由于桥面较宽,横坡由箱梁顶面来调整,箱梁底面横向水平,方便与V撑、支座连接。桥面铺装采用10cm C50混凝土找平层+SBS改性沥青涂膜防水层+6cm厚AC-20C沥青混凝土下面层+改性沥青粘接防水层+4cm厚AC-13C沥青混凝土上面层。

桥梁建成如图1.24所示。

从表1.2中列举的我国V型墩刚构桥来看,目前已建成的预应力混凝土V型墩刚构桥主要还是中小跨度的桥梁居多,已建成的跨度在100m以上的只有5座,且多见于城市跨线桥或风景区。

V型墩桥梁从刚开始的设置中孔挂梁、设置V型墩上部拉杆或支座等不利于行车或者受力不佳的结构形式,逐渐向连续刚构桥和连续梁组合结构桥方向发展,如广州市琶洲大桥。值得一提的是,我国的V型墩刚构桥的发展也向采用钢结构作为主梁或V型墩的方向发展,如昆明草海大桥和京沪高速铁路北京特大桥跨北京南三环桥均将V型墩设计成钢箱结构,而主梁则前者采用钢—混凝土组合梁,后者采用钢箱梁。这与国外的V型墩连续梁(刚构)桥的发展方向是一致的,其原因与经济因素、环境保护、桥梁美学以及减小自重以追求大跨度等国际大趋势相关联。

从已收集的资料来看,目前,世界最大跨径的V型墩连续刚构桥为法国的跨径为275m的勒阿弗尔运河(Grand Canal)桥,此类桥梁的跨径还有一定的发展空间。