廣州新光大橋為廣州新光快速路上跨越珠江主航道的一座橋梁,上游2500m處為洛溪大橋,下游1500m為番禺大橋。該橋?yàn)槌鞘锌焖俚缆?,設(shè)計(jì)速度80km/h,雙向六車道。兩側(cè)設(shè)3m寬的人行通道。大橋由中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì),于2004年4月開始施工,至2006年9月建成并正式交付運(yùn)營。
大橋跨越珠江主航道,其橋跨按(3×50)m+(177+428+177)m+(3×50)m三聯(lián)連續(xù)橋跨結(jié)構(gòu)布置,全長1083.2m。主橋三連拱為三跨連續(xù)剛架鋼桁拱橋,兩個邊墩墩頂設(shè)置順橋向活動支座,兩個三角剛構(gòu)相當(dāng)于與上部系桿拱固結(jié)的剛架墩。
新光大橋主跨由鋼橫梁、鋼縱梁、鋼筋混凝土橋面板組成,為半飄浮式橋面結(jié)構(gòu)體系。主跨部分由吊桿支承鋼橫梁,其余鋼橫梁放在三角剛構(gòu)橋面梁的槽口上,并在鋼橫梁下翼緣兩端設(shè)置順橋向活動球型鋼支座(順橋向位移量±150mm、橫橋向位移量±150mm)。邊跨是指邊拱及三角剛構(gòu)部分。此部分橋面結(jié)構(gòu)由邊拱混凝土系桿或三角剛構(gòu)橋面系梁+混凝土縱、橫梁+預(yù)制橋面板+后澆層組成?;炷翙M、縱梁組成了橋面格子梁體系,預(yù)制橋面板支承于縱橫梁頂面,澆筑接縫混凝土和橋面后澆層形成整體橋面。
邊跨橋面橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),端橫梁為箱形斷面,寬2.0m,1.87m-2.11m,其余混凝土橫梁均為矩形斷面,寬0.8m,高2.0m-2.24m。連跨橋面縱梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。橋面板由厚12cm(14cm)C50鋼筋混凝土預(yù)制板+10cm厚C50混凝土后澆層+8cm厚中粒式改性瀝青混凝土組成。
本項(xiàng)目是我國首座大跨度鋼桁拱與混凝土三角剛構(gòu)的新型組合橋,實(shí)現(xiàn)了鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土、普通鋼筋混凝土等不同材料以及鋼桁拱與三角剛構(gòu)不同結(jié)構(gòu)形式的有機(jī)結(jié)合,具有獨(dú)特的造型。在設(shè)計(jì)施工中,大膽采用了新工藝、新方法。
(1)設(shè)計(jì)了大跨度三跨連續(xù)鋼桁拱與混凝土三角剛構(gòu)的新型組合橋型,提高了拱橋的抵抗船舶撞擊能力。
(2)利用小型機(jī)具安裝大跨度橋梁的新方法。在繁忙的通航的中孔采用三大節(jié)段異地拼裝、水上提升的安裝方案,主拱中段長172m、寬30.1m、高27.48m、重3078t、滑移上船距離200m、連續(xù)提升85m高,其滑移、浮運(yùn)、提升構(gòu)件的尺寸、重量及提升高度綜合指標(biāo)居世界同類型橋梁的前列。
(3)提出了大型深水基礎(chǔ)不封底單層鋼板樁圍堰施工新工藝。單個圍堰面積200m
2,計(jì)算水深10m,在國內(nèi)已建橋梁中位居前列;完美了鋼板樁圍堰抗?jié)B、抗浮計(jì)算方法。
(4)設(shè)計(jì)了承擔(dān)彎、剪受力為主的鋼-混連接新型構(gòu)造并通過了試驗(yàn)驗(yàn)證。通過有限元分析結(jié)合模型試驗(yàn)驗(yàn)證,對鋼桁拱拱肋與混凝土三角剛構(gòu)、連拱鋼拱肋拱腳處以及大體量的三角剛構(gòu)等復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了深入研究,探明各種荷載狀態(tài)下的應(yīng)力分布規(guī)律,成果用于設(shè)計(jì)中,保證了結(jié)構(gòu)施工、運(yùn)營中的安全。
(5)成功建造了系梁長102m,高37.2m的三角剛構(gòu),單個剛構(gòu)的混凝土方量為5700m
3。
(6)大跨度新型組合橋的抗風(fēng)性能。通過全橋抗風(fēng)試驗(yàn)研究,創(chuàng)新地完成了颶風(fēng)氣候模式下的抗風(fēng)性能理論研究和風(fēng)洞試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了大跨度拱橋抖振位移的理論計(jì)算與風(fēng)洞試驗(yàn)的一致性驗(yàn)證。