1. 概況
重慶朝天門長江大橋地處重慶市主城區(qū)中央商務(wù)區(qū)，位于嘉陵江與長江交匯口（朝天門）下游約2.4km的長江王家沱河段，在重慶主城區(qū)向外輻射的東西向快速干道上。
大橋橋位所處江面河床寬570m，水深18m，洪水時最大表面流速為4.07m/s，設(shè)計流量為88700m
3/s。橋位區(qū)基巖主要為砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖，覆蓋層厚度較小。橋位區(qū)多年平均氣溫18.3℃，年平均降水量1082.6mm。
重慶朝天門長江大橋主橋為主跨552m的公軌兩用的特大型
拱橋。大橋全長1.741km（圖1）。大橋為雙層橋面，上層橋面為雙向六車道，下層橋面為2個預(yù)留車道和2條雙向軌道交通。汽車設(shè)計速度60 km/h；橋位區(qū)20m高處百年一遇10min平均最大風(fēng)速26.7m/s；船舶撞擊荷載：順橋向為1100k N，橫橋向1400kN；地震基本烈度為6度，結(jié)構(gòu)物按7度設(shè)防；通航凈高18m，通航凈寬不小于242.1m。
圖1 朝天門長江大橋全景
2. 主橋結(jié)構(gòu)
圖2 橋型布置圖
朝天門長江大橋主橋采用190m+552m+190m三跨連續(xù)鋼桁系桿
拱橋（見圖2），主橋全寬36.5m，桁寬29m，兩側(cè)邊跨為變高度桁梁，中跨為鋼桁系桿拱。拱頂至中間支點高度為142m，拱肋下弦線形采用二次拋物線，其矢高為128m，矢跨比1/4.3125；拱肋上弦部分線形也采用二次拋物線，并與邊跨上弦之間采用R＝700m的圓曲線進行過渡。主桁采用變高度的“N”形桁式，拱肋桁架跨中桁高為14m，中間支點處桁高73.13m（其中拱肋加勁弦高40.65m），邊支點處桁高為11.83m。全橋采用變節(jié)間布置，共有12m、14m、16m等三種節(jié)間形式，邊跨節(jié)間布置為8×12m＋14m＋5×16m，中跨節(jié)間布置為5×16m＋2×14m＋28×12m＋2×14m＋5×16m。
主橋支承體系布置：縱向支承體系布置為江北側(cè)中支點（P7墩）設(shè)置固定鉸支座，其余各墩均設(shè)置活動鉸支座。橫向支承體系布置為中支點均設(shè)置固定支座，邊支點設(shè)置橫向活動支座，邊支點下
橫梁中心設(shè)置兩個橫向限位支座。
1）基礎(chǔ)
P7、P8主墩基礎(chǔ)為分離式群樁基礎(chǔ)，兩承臺對稱橋軸線均為25×19.4m長方形厚6m的鋼筋
混凝土結(jié)構(gòu)，每一承臺基樁為3排12根樁徑為2.5m群樁，每一墩共24根，見圖3。
圖3 主墩基礎(chǔ)
2）墩身
P7、P8墩均為大橋主墩，墩高分別為36m及26.6m，墩頂均設(shè)14500t的球型支座。整個橋墩墩身橫橋向總寬47.4m，由兩座分離式鋼筋
混凝土薄壁墩組成，為增強兩橋墩橫向聯(lián)系，兩薄壁墩間設(shè)一厚4.0m的
橫梁。每座分離式橋墩均為20.5m（順橋向）×15.4m（橫橋向）長方形單箱六室（6.2m×5.5m），墩壁厚1.0m。墩頂部設(shè)有高4.0m的實體段，見圖4。
圖4 主 墩
3）主桁桿件截面（見圖5）
主桁弦桿為焊接箱形截面，截面寬度有1200mm和1600mm兩種，截面高1240～1840mm，板厚24～50mm。桿件按照四面拼接設(shè)計，拼接處桿件高度、寬度均相同，不同寬度和高度桿件之間采用變寬（高）度設(shè)計，對于同一桿件，寬度和高度不同時變化。
腹桿采用箱形、“H”形及“王”形截面，箱形截面高1240～1440mm，板厚24～50mm；“H”、“王”形截面高700～1100mm，板厚16～50mm，桿件端部按照兩面拼接設(shè)計。
中跨布置有上下兩層系桿，其中心間距為11.83m。下系桿與加勁腿部中弦及邊跨下弦貫通。上層系桿采用焊接“H”形截面，截面高1500mm，寬1200mm，板厚50mm。下層系桿采用焊接“王”形截面，高1700mm，寬1600mm，板厚50mm，系桿端部與拱肋下弦節(jié)點相連接，下層輔助系索錨固于節(jié)點端部。
主桁桿件所采用的最大板件厚度50mm，最大長度44m，最大安裝吊重80t。
圖5 主桁桿件截面
4）主桁節(jié)點
主桁節(jié)點除中間支承節(jié)點（E15）（見圖6）采用整體節(jié)點外，其余均采用拼裝式節(jié)點。節(jié)點板最大厚度80mm（E15節(jié)點），最大規(guī)格為5570×7620mm（E18節(jié)點）。
圖6 E15節(jié)點
5）橋面系
上、下層橋面采用正交異性鋼橋面板，橋面板厚16mm，采用“U“形閉口肋，沿縱橋向設(shè)置橫隔板，其間距不大于3m，在主桁節(jié)點處設(shè)置一道
橫梁。上層橋面沿橫橋向布置6道縱梁。下層橋面每側(cè)布置2道縱梁，中間采用縱、
橫梁體系，其
橫梁與兩側(cè)鋼橋面板橫梁共為一體，共設(shè)置兩組輕軌縱梁，其中心間距為4.2m，每組輕軌縱梁由兩片縱梁組成，兩片縱梁通過平聯(lián)和橫聯(lián)連為一體，縱梁端部通過魚形板和連接角鋼與橫梁連接，輕軌縱梁上設(shè)置木質(zhì)橋枕和60kg/m鋼軌，作為城市輕軌交通走行軌道。上層橋面在主桁節(jié)點外側(cè)設(shè)置人行道托架，上置“∏”形正交異性鋼人行道板。（見圖7）
圖7 吊桿區(qū)斷面布置
6）平縱聯(lián)
下層橋面平縱聯(lián)為交叉型設(shè)置，桿件采用焊接工形構(gòu)件，橫梁作為下平聯(lián)撐桿。拱肋上、下弦平縱聯(lián)采用菱形桁式，加勁弦平縱聯(lián)采用“K”形桁式。由于相鄰節(jié)間存在一定的夾角，平聯(lián)節(jié)點板采用彎折方式進行過渡。
7）橫聯(lián)與橋門架
主桁拱肋每兩個節(jié)間設(shè)置一副桁架式橫聯(lián)，位于拱肋上下平縱聯(lián)“m”字形形心處；加勁腿區(qū)段每個節(jié)間均設(shè)置一副桁架式橫聯(lián)。中間支點處設(shè)桁架式橋門架，邊支點A1～E1和E18～E19等處均設(shè)板式橋門架，E19～E20處設(shè)置桁架式橋門架。
8）高強度
螺栓連接
主桁構(gòu)件采用M30高強度
螺栓，φ33栓孔，設(shè)計有效預(yù)拉力為360kN；橋面系、聯(lián)結(jié)系采用M24、M22高強度
螺栓，分別為φ26、φ24栓孔，設(shè)計有效預(yù)拉力240kN、200kN。摩擦面抗滑移系數(shù)按照f＝0.45計。
9）主桁安裝
邊跨采用平衡重輔以臨時墩半伸臂架設(shè)。起步段（前兩節(jié)間）利用邊墩旁塔吊在膺架上架設(shè)，同時架設(shè)兩個臨時節(jié)間，與前兩節(jié)間共長48m以加載配重平衡懸臂端。然后在鋼梁上弦拼裝拱上爬行架梁吊機，并在離邊墩36、50、80m處設(shè)置臨時墩。利用拱上爬行架梁吊機懸臂架設(shè)至主墩，與此同時在平衡節(jié)間加載適當(dāng)配重。
中跨采用平衡重輔以斜拉扣掛系統(tǒng)全伸臂架設(shè)。先主拱架設(shè)至合攏后再進行中間梁系架設(shè)。中跨安裝時鋼梁先整體安裝至108m，隨后僅架設(shè)拱肋桁架及吊桿至跨中合攏。斜拉扣掛系統(tǒng)塔架高98.07m，共設(shè)置兩層拉索。中跨鋼梁懸臂架設(shè)至168m時，掛設(shè)內(nèi)索并初張拉，繼續(xù)架設(shè)鋼梁至240m，掛設(shè)外索、初張拉、架設(shè)鋼梁，最后進行跨中合攏。鋼梁懸臂架設(shè)同時在平衡節(jié)間加載適當(dāng)配重?？缰泻蠑n后，安裝臨時系桿并張拉，完成結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，然后逆序斜拉扣掛系統(tǒng)及拱上爬行架梁吊機。再利用橋面吊機在上層橋面行走，逐節(jié)間安裝上下層系桿及上層橋面橫梁直至跨中合攏。系桿合攏后拆除臨時系桿，然后橋面吊機后撤同時安裝下層橋面橫梁、平聯(lián)、輕軌縱梁和上下層橋面板直至完成。主體結(jié)構(gòu)安裝完成后安裝并張拉輔助系索。全橋附屬結(jié)構(gòu)、橋面鋪裝等完成后，輔助系索及吊桿進行全面調(diào)索并達到設(shè)計要求。
圖8 主橋施工
3. 主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
1) 首次推出主跨552m的公軌兩用飛燕式多肋鋼桁架中層式
拱橋，跨徑居世界同類橋梁跨徑之最。
2）主桁結(jié)構(gòu)中間支點采用支座,使得大橋結(jié)構(gòu)體系在外部為三跨連續(xù)梁受力體系。
3）重慶朝天門長江大橋采用雙層交通，軌道交通與汽車的通道上下分離，互不干擾，為了保證軌道交通乘客過江時有較好的視覺感受和舒適性感，取消桁架斜腹桿。
4）研制成功并應(yīng)用于朝天門長江大橋世界上最大噸位14500t的抗震支座。
5）整個大橋主桁構(gòu)造除E15采用整體節(jié)點外，其余均采用拼裝式節(jié)點，方便施工。
6）采用鋼結(jié)構(gòu)系桿和預(yù)應(yīng)力系桿相結(jié)合的方式，鋼結(jié)構(gòu)系桿構(gòu)造上同時作為鋼桁梁的一部分，其平面與主桁拱平面重合，系桿與主桁拱間的連接構(gòu)造簡單，受力明確；
7) 本橋采用架梁吊機、斜拉扣掛技術(shù)，結(jié)合抬高梁體標(biāo)高使主橋轉(zhuǎn)動的思路，實現(xiàn)先拱后梁零應(yīng)力合龍模式，為世界首例，成橋線型易于保證。
4. 有關(guān)資料
橋名：重慶朝天門長江大橋
橋型：三跨連續(xù)鋼桁系桿拱
跨徑：190+552+190m
設(shè)計單位：重慶交通科研設(shè)計院
中鐵大橋勘測設(shè)計院有限公司
施工單位：中交二航局
混凝土用量：55300m
3
鋼材用量：49054t
造 價：13.2億元
