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摘要：特大桥施工难度大，需要考虑的因素多，前期设计工作十分重要。文章结合实际工程，对重庆某高速公路特大桥初步设计桥型方案的比选进行了分析，最后确定选用桥型方案一，为同类桥梁初步设计提供一些经验，有利于工程的顺利开展。
关键词：特大桥梁；连续刚构；斜拉桥；方案比选
中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0031-02
1 概述
拟建某高速公路特大桥位于重庆市黔江区黑溪镇黑溪沟拦门洞和龙舌头区域的两条溪（河）沟交汇处，顺黑溪沟沟谷延伸，横跨黑溪河谷。起点桥台处于黑溪沟沟谷北东侧丘陵突出的山嘴上，终点桥台处于黑溪河南侧的丘陵近顶部位。桥位区包含构造剥蚀侵蚀低山丘陵峡谷深沟地貌和构造剥蚀侵蚀低山斜坡地貌两个地貌
单元。
2 桥型方案比选
2.1 方案设计
某高速公路特大桥主桥跨越一宽坦“V”形沟谷，两岸地势较平缓，路线与谷底最大高差达98m。
方案设计结合桥位处地形、地质和场地条件等特点，考虑工程的安全性、经济性、施工可行性及景观性，特拟以下两个桥型方案进行比选。
桥型方案一：主桥上部采用（80+150+80）m悬浇预应力混凝土连续刚构，石柱侧左幅引桥为24×30m（右幅为26×30m）、黔江侧引桥为2×30m预制装配式预应力混凝土连续（或刚构）T梁，下部结构主墩采用双肢薄壁墩，承台采用单幅桥分离式，基础采用群桩基础；过渡墩采用圆柱墩、桩基础。引桥桥墩采用双圆柱墩、空心薄壁墩、桩基础，桥墩形式控制在3种以内。
桥型方案二：主桥为单塔双索面2跨斜拉桥，引桥为先简支后结构连续T梁标准结构，全桥长1144m。
大桥采用（146+200）m单塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，引桥采用26-30m预应力混凝土T梁，全桥长1144m。斜拉桥主梁采用钢筋混凝土双肋式断面，为预应力混凝土结构，高度2.50m，宽度27.5m，采用悬臂浇筑。拉索采用（151～211）Ф7高强钢丝，锚具采用LZM7系列锚具。主塔为H型桥塔，箱形截面，设置上下两道横梁，采用群桩基础。
引桥桥墩采用双圆柱墩，桩基础。起点桥台为重力式桥台，明挖扩大基础；终点桥台采用U型桥台，基础为承台桩基础。
2.2 结构设计
方案一：主桥为（80+150+80）m悬浇预应力混凝土连续刚构箱梁，半幅箱梁顶板宽12.0m、底板宽6.5m，悬臂翼缘长2.75m，单箱单室结构。箱梁根部梁高9.0m，跨中梁高3.5m，箱梁根部底板厚1.0m，跨中底板厚0.32m，箱梁高度按1.5次抛物线变化，箱梁底板厚度按2次抛物线变化。箱梁顶板厚0.25m，腹板厚度由跨中0.5m分段加厚到0.6m和0.7m。主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力。主墩采用双肢等截面薄壁墩，27、28号主墩分别高44m、40m，横桥向墩宽6.5m，单肢墩厚为2.0m，双肢间净距为6.0m，纵桥向双肢间加设一道系梁，承台左右幅分离式，横桥向宽12.2m，纵桥向宽15.0m，厚5m，桩基础采用8根直径为2.5m的群桩基础。
方案二：主桥桥跨布置为146m+200m，主桥共长346m。
大桥采用（146+200）m单塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，引桥采用26～30m预应力混凝土T梁，全桥长1144m。主梁采用钢筋混凝土双肋式断面，采用悬臂浇筑。拉索采用（151～211）Ф7高强钢丝，锚具采用LZM7系列锚具。主塔为H型桥塔，箱形截面，设置上下两道横梁，采用群桩基础。
（1）索塔。主塔采用H型桥塔，箱形截面，主塔塔柱下横梁以上顺桥向6.5m，横桥向4.0m。中横梁以下为变截面，至承台顶面尺寸变化为10.0×7.0m。下横梁以上塔柱高度98.5m，以下45m。索塔上塔柱锚固区采用U型环向预应力钢束布置，塔柱横梁均采用预应力混凝土构造。主塔承台尺寸29.0×12.0m，厚度5.0m。主塔采用承台群桩基础，承台下设置18根直径2m嵌岩桩，采用挖孔成孔。
上横梁为550×500cm空心箱形截面，壁厚80cm。
下横梁为550×600cm空心箱形截面，壁厚80cm。
上塔柱锚固区预应力钢束采用U型预应力的锚固
方式。
（2）主梁。主梁采用C50钢筋混凝土双肋式断面，为预应力混凝土结构，高度2.50m，宽度27.5m，采用悬臂浇筑。主梁在右主跨每7m为一标准节段，共25段，且每段按间隔3.5m设置2道横隔板，隔板厚度0.4m；在左边跨为10个7m标准节段和15个4m标准节段，横隔板间距分别为3.5m、4m；主梁纵梁为实心结构，高度2.22m，宽度1.75m；桥面板厚度0.25m。
（3）斜拉索。斜拉索布置为扇形，平行双索面，单索面为26根，全桥104根。
考虑工期及工程造价等因素后采用F7镀锌平行钢丝体系作为本桥的斜拉索方案。
Φ7镀锌平行钢丝标准强度fPK=1670MPa，每根斜拉索设置减振装置2套，起到阻尼作用。斜拉索采用PE
防护。
（4）主要材料及预应力体系。索塔采用C50混凝土，交界墩盖梁和墩身采用C30混凝土，索塔、交界墩的承台、桩基均采用C30混凝土。
索塔预应力钢束采用“U”型布置的Φs15.2钢绞线，SBG塑料波纹管，真空辅助灌浆法施工。
两个方案引桥上部构造均采用30m预制装配式预应力混凝土T梁，先简支后结构连续体系。桥墩采用双圆柱墩且墩柱类型控制在3种以内，基础为钻孔桩基础。桥台采用U型台、明挖扩大基础及桩基础。
2.3 结构分析要点
方案一为悬浇预应力混凝土连续刚构，主桥结构总体计算采用桥梁结构计算综合程序“桥梁博士”建立纵桥向平面杆系模型，根据桥梁施工的工艺流程，对桥梁在施工和运营各阶级进行截面内力、应力和位移的计算，考虑荷载主要有施工荷载、自重恒载、汽车活载、预应力、混凝土收缩、徐变、支座强迫位移、温度荷载及纵向风力等。计算结果根据规范进行最不利组合并进行承载能力、正常使用极限状态抗裂及挠度、短暂状况和持久状况应力验算。
2.4 施工方案
方案一主桥上部构造采用挂篮悬浇逐段施工，桥墩施工完成后，搭设支架浇筑0号块，待主梁强度及弹模达到设计值的95%以后张拉预应力钢束，尔后在已施工主梁上安装挂蓝并进行充分预压，逐段悬浇箱梁节段，每一节段的施工包括挂蓝前移、浇筑混凝土及张拉预应力钢束三项内容。主桥箱梁采用先边跨后中跨的顺序合拢，边跨现浇段及合拢段采用过渡墩旁设置托架现浇施工，中跨合拢梁段采用吊架施工。
方案二主塔基础采用人工挖孔桩，承台为大体积混凝土，采用设置冷却管等措施控制施工温度。塔柱设置劲性骨架以定位模板、钢筋，塔柱采用爬模施工。索塔横梁及塔柱锚固段设置预应力钢束，采用两端双控张拉。斜拉桥主梁采用挂篮悬臂浇筑，各节段在达到设计强度后张拉相应预应力钢束和精轧螺纹钢筋，同时安装对应编号拉索。
待主梁合拢，各预应力钢束、钢筋张拉完毕，安装好全部拉索，即可进行主桥桥面系施工。待二期恒载加载完毕，对主桥各拉索索力进行最后调整，完成大桥
施工。
两个方案引桥上部构造主梁均采用预制吊装法施工，先简支后结构连续。预应力混凝土T梁就近预制，预制场可设于两岸桥头附近路基段。
下部构造可采用常规方法施工，但高桥墩施工时应严格做好施工控制。桩基施工可采用人工挖孔或机械钻孔施工；桥墩采用滑模或爬模法施工。
3 结语
本桥初步设计对连续刚构桥方案和斜拉桥方案进行比较，两方案设计和施工技术均较成熟、适用性恰当、耐久性较好、后期养护工作量均较小、景观效果及与周围环境协调性均相当。但方案二造价较高，施工精度要求高，施工难度相对较大，造价相对较高，工期较长，适用耐久，后期养护工作量较大。综合以上因素，本次初步设计推荐桥型方案一。
作者简介：唐准准（1982-），女，重庆人，重庆市交通规划勘察设计院工程师；谭科（1978-），男，重庆人，重庆市交通规划勘察设计院高级工程师，
硕士。
关键词：特大桥梁；连续刚构；斜拉桥；方案比选
中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0031-02
1 概述
拟建某高速公路特大桥位于重庆市黔江区黑溪镇黑溪沟拦门洞和龙舌头区域的两条溪（河）沟交汇处，顺黑溪沟沟谷延伸，横跨黑溪河谷。起点桥台处于黑溪沟沟谷北东侧丘陵突出的山嘴上，终点桥台处于黑溪河南侧的丘陵近顶部位。桥位区包含构造剥蚀侵蚀低山丘陵峡谷深沟地貌和构造剥蚀侵蚀低山斜坡地貌两个地貌
单元。
2 桥型方案比选
2.1 方案设计
某高速公路特大桥主桥跨越一宽坦“V”形沟谷，两岸地势较平缓，路线与谷底最大高差达98m。
方案设计结合桥位处地形、地质和场地条件等特点，考虑工程的安全性、经济性、施工可行性及景观性，特拟以下两个桥型方案进行比选。
桥型方案一：主桥上部采用（80+150+80）m悬浇预应力混凝土连续刚构，石柱侧左幅引桥为24×30m（右幅为26×30m）、黔江侧引桥为2×30m预制装配式预应力混凝土连续（或刚构）T梁，下部结构主墩采用双肢薄壁墩，承台采用单幅桥分离式，基础采用群桩基础；过渡墩采用圆柱墩、桩基础。引桥桥墩采用双圆柱墩、空心薄壁墩、桩基础，桥墩形式控制在3种以内。
桥型方案二：主桥为单塔双索面2跨斜拉桥，引桥为先简支后结构连续T梁标准结构，全桥长1144m。
大桥采用（146+200）m单塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，引桥采用26-30m预应力混凝土T梁，全桥长1144m。斜拉桥主梁采用钢筋混凝土双肋式断面，为预应力混凝土结构，高度2.50m，宽度27.5m，采用悬臂浇筑。拉索采用（151～211）Ф7高强钢丝，锚具采用LZM7系列锚具。主塔为H型桥塔，箱形截面，设置上下两道横梁，采用群桩基础。
引桥桥墩采用双圆柱墩，桩基础。起点桥台为重力式桥台，明挖扩大基础；终点桥台采用U型桥台，基础为承台桩基础。
2.2 结构设计
方案一：主桥为（80+150+80）m悬浇预应力混凝土连续刚构箱梁，半幅箱梁顶板宽12.0m、底板宽6.5m，悬臂翼缘长2.75m，单箱单室结构。箱梁根部梁高9.0m，跨中梁高3.5m，箱梁根部底板厚1.0m，跨中底板厚0.32m，箱梁高度按1.5次抛物线变化，箱梁底板厚度按2次抛物线变化。箱梁顶板厚0.25m，腹板厚度由跨中0.5m分段加厚到0.6m和0.7m。主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力。主墩采用双肢等截面薄壁墩，27、28号主墩分别高44m、40m，横桥向墩宽6.5m，单肢墩厚为2.0m，双肢间净距为6.0m，纵桥向双肢间加设一道系梁，承台左右幅分离式，横桥向宽12.2m，纵桥向宽15.0m，厚5m，桩基础采用8根直径为2.5m的群桩基础。
方案二：主桥桥跨布置为146m+200m，主桥共长346m。
大桥采用（146+200）m单塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，引桥采用26～30m预应力混凝土T梁，全桥长1144m。主梁采用钢筋混凝土双肋式断面，采用悬臂浇筑。拉索采用（151～211）Ф7高强钢丝，锚具采用LZM7系列锚具。主塔为H型桥塔，箱形截面，设置上下两道横梁，采用群桩基础。
（1）索塔。主塔采用H型桥塔，箱形截面，主塔塔柱下横梁以上顺桥向6.5m，横桥向4.0m。中横梁以下为变截面，至承台顶面尺寸变化为10.0×7.0m。下横梁以上塔柱高度98.5m，以下45m。索塔上塔柱锚固区采用U型环向预应力钢束布置，塔柱横梁均采用预应力混凝土构造。主塔承台尺寸29.0×12.0m，厚度5.0m。主塔采用承台群桩基础，承台下设置18根直径2m嵌岩桩，采用挖孔成孔。
上横梁为550×500cm空心箱形截面，壁厚80cm。
下横梁为550×600cm空心箱形截面，壁厚80cm。
上塔柱锚固区预应力钢束采用U型预应力的锚固
方式。
（2）主梁。主梁采用C50钢筋混凝土双肋式断面，为预应力混凝土结构，高度2.50m，宽度27.5m，采用悬臂浇筑。主梁在右主跨每7m为一标准节段，共25段，且每段按间隔3.5m设置2道横隔板，隔板厚度0.4m；在左边跨为10个7m标准节段和15个4m标准节段，横隔板间距分别为3.5m、4m；主梁纵梁为实心结构，高度2.22m，宽度1.75m；桥面板厚度0.25m。
（3）斜拉索。斜拉索布置为扇形，平行双索面，单索面为26根，全桥104根。
考虑工期及工程造价等因素后采用F7镀锌平行钢丝体系作为本桥的斜拉索方案。
Φ7镀锌平行钢丝标准强度fPK=1670MPa，每根斜拉索设置减振装置2套，起到阻尼作用。斜拉索采用PE
防护。
（4）主要材料及预应力体系。索塔采用C50混凝土，交界墩盖梁和墩身采用C30混凝土，索塔、交界墩的承台、桩基均采用C30混凝土。
索塔预应力钢束采用“U”型布置的Φs15.2钢绞线，SBG塑料波纹管，真空辅助灌浆法施工。
两个方案引桥上部构造均采用30m预制装配式预应力混凝土T梁，先简支后结构连续体系。桥墩采用双圆柱墩且墩柱类型控制在3种以内，基础为钻孔桩基础。桥台采用U型台、明挖扩大基础及桩基础。
2.3 结构分析要点
方案一为悬浇预应力混凝土连续刚构，主桥结构总体计算采用桥梁结构计算综合程序“桥梁博士”建立纵桥向平面杆系模型，根据桥梁施工的工艺流程，对桥梁在施工和运营各阶级进行截面内力、应力和位移的计算，考虑荷载主要有施工荷载、自重恒载、汽车活载、预应力、混凝土收缩、徐变、支座强迫位移、温度荷载及纵向风力等。计算结果根据规范进行最不利组合并进行承载能力、正常使用极限状态抗裂及挠度、短暂状况和持久状况应力验算。
2.4 施工方案
方案一主桥上部构造采用挂篮悬浇逐段施工，桥墩施工完成后，搭设支架浇筑0号块，待主梁强度及弹模达到设计值的95%以后张拉预应力钢束，尔后在已施工主梁上安装挂蓝并进行充分预压，逐段悬浇箱梁节段，每一节段的施工包括挂蓝前移、浇筑混凝土及张拉预应力钢束三项内容。主桥箱梁采用先边跨后中跨的顺序合拢，边跨现浇段及合拢段采用过渡墩旁设置托架现浇施工，中跨合拢梁段采用吊架施工。
方案二主塔基础采用人工挖孔桩，承台为大体积混凝土，采用设置冷却管等措施控制施工温度。塔柱设置劲性骨架以定位模板、钢筋，塔柱采用爬模施工。索塔横梁及塔柱锚固段设置预应力钢束，采用两端双控张拉。斜拉桥主梁采用挂篮悬臂浇筑，各节段在达到设计强度后张拉相应预应力钢束和精轧螺纹钢筋，同时安装对应编号拉索。
待主梁合拢，各预应力钢束、钢筋张拉完毕，安装好全部拉索，即可进行主桥桥面系施工。待二期恒载加载完毕，对主桥各拉索索力进行最后调整，完成大桥
施工。
两个方案引桥上部构造主梁均采用预制吊装法施工，先简支后结构连续。预应力混凝土T梁就近预制，预制场可设于两岸桥头附近路基段。
下部构造可采用常规方法施工，但高桥墩施工时应严格做好施工控制。桩基施工可采用人工挖孔或机械钻孔施工；桥墩采用滑模或爬模法施工。
3 结语
本桥初步设计对连续刚构桥方案和斜拉桥方案进行比较，两方案设计和施工技术均较成熟、适用性恰当、耐久性较好、后期养护工作量均较小、景观效果及与周围环境协调性均相当。但方案二造价较高，施工精度要求高，施工难度相对较大，造价相对较高，工期较长，适用耐久，后期养护工作量较大。综合以上因素，本次初步设计推荐桥型方案一。
作者简介：唐准准（1982-），女，重庆人，重庆市交通规划勘察设计院工程师；谭科（1978-），男，重庆人，重庆市交通规划勘察设计院高级工程师，
硕士。