廣西南寧大橋
一、項目概況
南寧大橋位于南寧市東南郊的青秀山風景區(qū)西側，跨越邕江。
南寧屬南亞熱帶季風氣候，日照充足、氣候濕熱，年均氣溫21.6℃，年均降雨量1304mm，設計基本風速U10=25.9m/s，環(huán)境腐蝕類別C3～C4。
場地地震基本烈度6度；橋址區(qū)覆蓋層5～17m，基巖為組泥巖，成巖性差，遇水易膨脹、溶化。
邕江南寧段蜿蜒曲折，水量充沛，河槽穩(wěn)定，航道等級為Ⅲ級；橋位處江面寬約400m，設計流速2.78m/s，設計流量21100m3/s，最大水深30.2m，最大沖刷深度11.4m。
南寧大橋工程采用城市主干路Ⅰ級標準，雙向六車道，計算行車速度50km/h，工程全長1314.77m，其中主橋長300.5m，引橋長434.0m，橋?qū)?、路基寬?5m。
二、主橋結構
南寧大橋采用“曲線梁非對稱外傾拱橋”這一全新的橋型，主橋跨徑300m，主梁位于R=1500m平曲線內(nèi)，東西兩條獨自向外傾斜的拱肋，外傾角度不同，橋面以上拱肋間沒有任何橫向聯(lián)系，兩條拱肋于主梁下交匯，于拱頂遙相分離，通過傾斜的吊索支承彎曲的主梁，參見圖1。
圖1 橋型布置圖
（1）基礎
主橋采用承臺群樁基礎形式。承臺尺寸38.2（長）×42.2（寬）×5～8（高）m，為減小基礎承擔的彎矩，主墩基礎整體向河心預偏3.85m。主墩共設36根Φ2.5m鉆孔灌注樁，樁長39～41m，樁底置于弱風化泥巖層內(nèi)。
?。?）拱軸線形
拱肋由鋼箱拱肋段和混凝土拱肋段組成，東西兩拱向外傾斜，但都位于各自的拱平面內(nèi)。
東側拱肋計算跨徑300m，計算矢高82.92m，拱平面橫向傾角69.72°；鋼箱拱肋采用m=1.244的懸鏈線，混凝土拱肋軸線由R=41.68m的圓曲線和直線組成。
西側拱肋計算跨徑300m，計算矢高86.74m，拱平面傾角66.54°；鋼箱拱肋采用m=1.190的懸鏈線，混凝土拱肋軸線由R=43.77m的圓曲線和直線組成。
?。?）拱肋
（a）混凝土拱肋
承臺以上至剛出橋面的拱肋部分，為混凝土拱肋，再上面是鋼拱肋（見圖2）。
混凝土拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，拱肋寬度7.5m，高度由頂端的10.1m漸變至承臺頂面的14.6m，標準壁厚80cm。
混凝土拱肋段分為3個大的區(qū)間、21個小節(jié)段，采用曲面液壓自爬模施工。拱肋內(nèi)共布設10組預應力束，下端錨固，上端單端張拉后通過連接器接長。
拱腳設肋間橫墻，為薄壁結構，標準壁厚60cm，起到拱腳橫撐的作用。肋間橫墻頂面形狀為R=21.5m的圓柱面，并與兩拱肋內(nèi)側面相切。
?。╞）鋼箱拱肋
東、西鋼箱拱各自劃分為15個節(jié)段，節(jié)段寬7.4m，高5.6～10.0m，長13.93～21.15m，最大吊重218t。
鋼箱拱肋采用等寬變高的單箱單室截面，面板厚度分別為20、24mm，內(nèi)設18、20mm厚板式加勁肋，采用Q345C鋼材。
每一段鋼箱拱肋節(jié)段內(nèi)，均設置2道豎直的吊點橫隔板和3道呈徑向布置的定位橫隔板，另設少量局部橫向加勁肋，參見圖3。
圖3 鋼箱拱肋節(jié)段構造
E1、W1節(jié)段與混凝土拱肋連接，節(jié)段下端設置鋼—混凝土連接段，參見圖4。
圖4 鋼—混凝土連接段構造
（4）系桿
全橋共布置32束系桿，分為四組。每束系桿由24根ΦS15.2mmPE護套鋼絞線及3根備用孔道組成，排列成六邊形。全部系桿均布置于鋼箱梁內(nèi)，錨固于肋間平臺上。
第一組、第四組系桿在平面內(nèi)直線布置；第二組、第三組系桿在平面內(nèi)彎曲布置，以平衡吊索產(chǎn)生的橫向分力。鋼箱梁吊點橫隔板上，設置有系桿轉向構造。
系桿錨具采用鋼絞線拉索群錨體系，允許整體換索和單根換索。
（5）肋間平臺
由于拱的外傾及主梁的平彎，專門設計了與傳統(tǒng)系桿拱不同的特殊構造—肋間平臺作為空間系桿的錨固構造。肋間平臺由平臺主梁和連接東西兩拱的橫梁共同構成，采用預應力混凝土結構，是全橋的關鍵構造之一，參見圖5。
圖5 肋間平臺構造
肋間平臺內(nèi)設兩道錨固橫梁，用于錨固系桿。平臺前后兩端設置牛腿，支承主、引橋箱梁。肋間平臺內(nèi)共設7組預應力束，采用兩端或單端張拉。
?。?）鋼箱梁
主橋位于R＝1500m平曲線上，箱梁節(jié)段呈扇形，縱向加勁肋按照曲線布置。
主梁采用單箱單室扁平流線型全焊鋼箱梁，全寬35.016m，中心高3.5m。鋼箱梁頂板、上斜腹板厚14mm，底板、下斜腹板厚12mm，采用Q345C鋼材。
鋼箱梁頂板在機動車道、非機動車道采用U肋進行縱向加勁，在頂板人行道區(qū)域以及底板、下斜腹板采用板式加勁肋進行縱向加勁。
鋼箱梁內(nèi)每隔3m設置一道橫隔板，其上需安裝系桿轉向?qū)Ч芑蚨ㄎ粚Ч堋?br />
?。?）吊索
吊索采用109ΦP5.0mm平行鍍鋅鋼絲成品索，縱向間距9m，全橋共設26對。為便于運營階段換索施工，采用橫向雙索體系。
三、主要技術特點和創(chuàng)新點
（1）南寧大橋采用“大跨徑曲線梁非對稱外傾拱橋”這一全新的橋型，它的建成將豐富我國的橋梁類型，同時也為城市景觀橋梁的建設提供了良好的參考。
?。?）主梁彎曲、東西拱肋外傾且不對稱、橋面以上拱肋間沒有任何橫向聯(lián)系，使得南寧大橋存在特殊的結構平衡關系：①外傾拱肋的向外傾覆趨勢，由不共面的吊索體系橫向分力來抵抗；②主梁及橋道系荷載由吊索傳遞至拱肋承擔，同時主梁及橋道系荷載又維持著拱肋平衡；③拱的水平推力傳遞至肋間平臺，由水平系桿、彎曲系桿共同平衡；④吊索體系水平分力對主梁產(chǎn)生的橫向力由布置于鋼箱梁內(nèi)的反向彎曲系桿來平衡。
通過協(xié)調(diào)研究橋梁造型藝術和結構受力特點，優(yōu)化結構幾何參數(shù)，既確保了橋梁造型美觀，又確保了三維結構具有高度的穩(wěn)定性能。
?。?）創(chuàng)新細致的特殊結構細節(jié)設計：①將粘滯阻尼器應用于拱橋的漂浮體系主梁，以限制在地震響應下的縱向位移；②遵從多次應力擴散原則，設計應力均勻、有效過渡的鋼—混凝土連接段；③首次采用以HDPE為基料制造的系桿轉向裝置，起到定位、轉向、傳遞橫向分力的作用，并允許系桿鋼絞線在孔道內(nèi)滑移；④鋼箱梁U型加勁肋過焊孔采用國內(nèi)罕見的兩次半徑過渡方式，大大削減了鋼箱梁橫隔板過焊孔區(qū)域的應力峰值。
（4）貫徹耐久性、可檢查性、可維護性設計思想。采用高品質(zhì)耐久性混凝土，鋼結構分部位設計涂裝配套，配備拱肋檢修車、梁底檢修車及完善的檢修通道，對系桿、吊索進行運營期監(jiān)測，可方便地更換系桿、吊索。
?。?）對混凝土拱肋段、肋間平臺采用實體仿真計算，按施工階段分析拱肋、肋間平臺等復雜預應力混凝土結構的效應。
?。?）主墩深水基礎施工采用鋼筋混凝土排樁+旋噴樁止水帷幕支護方案，豐富了橋梁大型深水基礎施工工法。
（7）混凝土拱肋段為雙向傾斜曲面結構，采用罕見的曲面液壓自爬模施工工法。
?。?）鋼箱拱肋采用纜索吊裝、三維斜拉扣掛施工工藝，在三維扣索、臨時橫向聯(lián)結系、橫向風纜的共同作用下維持施工期結構平衡，進一步發(fā)展了拱橋斜拉扣掛建造技術。
（9）吊扣合一的臨時塔架高136m、寬110m，為滿足外傾式拱肋、曲線梁節(jié)段吊裝，纜索吊機采用塔頂索鞍大距離橫移技術豐富了纜索吊機的使用功能。
（10）對工程項目進行風險評估，全面關注施工階段、運營階段可能面臨的各種風險事態(tài)，為業(yè)主提供系統(tǒng)的風險管理策略。
四、有關資料
橋名：廣西南寧大橋
橋型：曲線梁非對稱外傾拱橋
跨徑：300m
建設單位：南寧市城市建設投資發(fā)展總公司、南寧國研科技投資有限公司
設計單位：四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設計研究院
施工單位：中鐵二局股份有限公司
混凝土用量：92742m3
鋼材用量：22873t
造 價：6億元
建成日期：2008年3月
