徐召
【期刊名称】《《广东公路交通》》
【年(卷),期】2019(045)005
【总页数】6页(P74-78,88)
【关键词】黄河下游; 钢混组合梁; 斜拉桥; 设计; 施工
【作 者】徐召
【作者单位】山东省交通规划设计院 济南250000
【正文语种】中 文艾普拉唑
【中图分类】U448.27
0 概述
黄河中下游分界点位于河南省郑州市的桃花峪，下游河道为 1855 年(清咸丰五年)黄河在河南省兰考县瓦厢决口，夺大清河改道后形成，由西向东流经华北平原，长约786km，在东营市垦利县入海。其中河南段长约165km，山东河南交界段长约205km，山东段长约415km；河道落差94m，比降上陡下缓，平均为1/10 000。黄河下游河道如图1所示。
图1 黄河下游河道
后退跑
可见短波红外高光谱相机黄河是世界闻名的多沙河流，下游河道长期处于强烈的淤积抬升状态，河床平均每年抬高0.08～0.10m，河床一般高出堤外两岸地面4～6m，最大高出10m以上，形成典型的“地上悬河”(图2)。
图2 河道横断面
目前，黄河下游(山东段)河道按其特性可分为四段(图1)：(1)河南山东交界处至高村河段，长约40km，两岸一般堤距5～14km，河宽水散，冲淤变化剧烈，主流摆动频繁，为典型的游荡性河段；(2)高村至陶城铺河段，长约165km，堤距1.5～8.5km，一般在3～4km之间。主槽摆幅及速率较游荡性河段小，属于由游荡性向弯曲性转化的过渡性河段，通过河
道整治，主流已趋于稳定；(3)陶城铺至利津河段，长约310km，堤距0.4～3km，两岸险工、控岛工程较多，防护段占河长的70%，河势已得到基本控制，属于弯曲型窄河段，局部河道没有右岸大堤，由3～5km的滩地作为滞洪区；(4)利津以下为河口段，长约104km，河口段泥砂逐年淤积，年平均造陆面积约25～30km2。
1 钢混组合梁斜拉桥的设计及施工要点
1.1 综述
现代钢混组合梁斜拉桥的概念是德国著名桥梁专家莱昂哈特(Leonhardt)教授于1982年在佛罗里达州跨越坦帕湾的日照桥(Sunshine skyway)的投标方案中提出的，利用廉价的混凝土板代替昂贵的正交异性钢桥面板，通过剪力连接件将钢梁和混凝土桥面板组合而成。其最大的特点是桥面板参与主梁的整体受力并且避免了正交异性钢桥面板疲劳开裂的世界性难题。由于组合梁斜拉桥具有跨越能力大、施工方便、综合效益高等优点，自上世纪90年代初上海南浦大桥建成后，在我国得到迅速发展，先后建成了10余座大跨径的钢混组合梁斜拉桥。近年来大跨度桥梁的发展表明，主跨在300～700m之间时，组合梁斜拉桥方案逐渐成为竞争力最强的桥型方案。 1.2 钢混组合梁斜拉桥设计要点静电能
1.2.1 合理成桥状态的确定
所谓合理成桥状态是指斜拉桥在施工完成后，在所有恒载作用下，受力满足某种理想状态，如梁、塔中弯曲应变能最小。合理成桥状态的确定通常可以不考虑施工过程，只根据成桥状态的受力图式来计算，如刚性支承连续梁法、最小弯曲应变能法等；而合理的施工状态是指为了按拟定的施工工序施工成桥后达到合理成桥状态的各施工状态，主要控制参数为斜拉索张拉索力和主梁立模标高。一旦施工工序确定好后，合理施工状态理论上是唯一的。
钢混组合梁斜拉桥不同于混凝土主梁斜拉桥，其成桥状态不利组合下主梁桥面板只在部分区段出现拉应力，不像混凝土主梁斜拉桥主梁需全桥配置纵向预应力，合理的斜拉索初张力及工序是主梁内力控制及预应力束布置的关键。
1.2.2 混凝土桥面板抗裂控制
赫伯特西蒙加拿大安纳西斯桥钢混组合梁斜拉桥运营一段时间后，出现四类明显的裂缝：横贯桥面的
横桥向裂缝、斜拉索与桥面相接区域的裂缝、锚箱及锚板区域的砼环状裂缝、桥面板纵桥向裂缝。
针对不同的裂缝型式，主要采取了以下桥面板裂缝控制措施：
(1)在跨中和边跨尾端桥面板设置纵向预应力，使桥面板有一定的压应力储备。
(2)采用预制高强度混凝桥面板，并存放一定时间，减小混凝土的收缩效应及受压后的徐变效应。
(3)主梁拉索锚固结构优先采用钢锚箱的结构形式。
(4)横梁反顶或者配置桥面板横桥向预应力，增强混凝土桥面板的横桥向压应力储备。
近几年修建的钢混组合梁斜拉桥在采取上述相应措施后，桥面板的前三类裂缝己经基本避免。第四类裂缝经过几年的运营后还有不同程度的存在，但较前期修建的桥梁，近期修建的组合梁裂缝已有很大改善。
1.3 钢混组合梁斜拉桥常规施工工艺
钢混组合梁斜拉桥主梁一般由钢主梁和桥面板通过剪力钉结合而成，合理的施工工序是保证钢与混凝土发挥各自受力优点的关键。早期的钢混组合梁由于大型设备较少，一般采用“化整为零”的悬拼施工方式，将主梁分为边主梁、横梁及桥面板的方式进行悬拼施工。近年来，大型设备的出现给钢混组合梁的施工提供了更多的施工技术，可以采用带混凝土桥面板的整梁段吊装施工，如东海大桥主航道桥、南京第五长江大桥主桥就是采用该技术；也可以采用钢主梁整体吊装，桥面板分块预制后吊装施工，如青兰高速公路黄河大桥主桥。
顶推施工由于需要大量的临时设施，施工成本相对较大。采用带桥面板的顶推方式时，桥面板的抗裂控制是关键，往往需要设置大量的临时墩来降低临时墩顶处桥面板的拉应力，造价相对较高。不带桥面板的钢主梁顶推施工目前还未见施工案例，在特殊条件下是钢混组合梁斜拉桥可行的施工方式之一。
2 齐河黄河公路大桥主桥设计与施工
2.1 工程概况
齐河黄河公路大桥位于济南市槐荫区与德州市齐河县交界处，在黄河下游济南段北店子浮桥附近，于黄河右岸大堤桩号K9+326、左岸大堤桩号K115+330处跨越黄河。主桥采用双塔斜拉桥，桥跨布置为40m+175m+410m+175m+40m，桥梁立面布置如图3所示。
图3 齐河黄河公路大桥桥跨布置(单位：m)
主梁采用了双边钢箱钢混组合梁断面，如图4所示，由边钢箱主梁、钢横梁、小纵梁、预制桥面板组成。组成主梁的各构件均采用工厂化制造、现场吊装安装的方式施工。
图4 桥梁标准断面 (单位:m)
2.2 主桥设计
2.2.1 钢主梁
边钢箱宽2.8m，高3.0～3.056m，根据受力区域不同，顶板厚度为25mm，底板厚度为35～45mm，腹板厚30mm。为提高其整体和局部稳定性，设置一定数量的水平、竖向加劲肋。
变压器油罐
横梁采用工字型断面。标准横梁宽600mm，顶板厚度25mm，底板厚度30～36mm；腹板厚16～20mm。
2.2.2 混凝土桥面板
桥面板采用C60高性能混凝土，厚度为26cm，分为预制板及现浇湿接缝两部分，通过布置在边钢箱、钢横梁及小纵梁顶的剪力钉与钢梁结合。为减少后期收缩徐变的影响，要求预制板放置时间不少于6个月。
为了提高桥面板的抗裂性能，在边跨尾索区域及中跨跨中段设置了桥面板纵桥向预应力，采用7φs15.2mm高强度低松弛钢绞线；桥面板均设置有横桥向预应力，采用3φs15.2mm高强度低松弛钢绞线。
2.2.3 桥塔
桥塔采用双柱式(图5)，内侧直立，外侧倾斜。桥塔塔身由塔柱及上下横梁组成，塔柱为钢筋混凝土结构，上下横梁为预应力混凝土结构。济南侧桥塔高135.5m，齐河侧桥塔高140m。
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