1 工程概述
來賓市紅水河二橋北接興賓北路，南接規(guī)劃興賓南路，是橫跨來賓市區(qū)南北的重要交通干道。主橋上部構造為110m+190m+110m三跨預應力混凝土連續(xù)剛構，引橋上部構造為2×40m預應力混凝土連續(xù)梁橋。全橋分左、右幅結構各自獨立，主橋橋墩最高34.5m。該橋正交跨越紅水河，橋位段河流常年水位在6O～71m左右，枯水位一般在53～54m之間。橋位下伏基巖為石炭系馬平組燧石灰?guī)r、硅質灰?guī)r。橋址地處亞熱帶，過渡的亞熱帶季風氣候帶。年平均氣溫為28.5℃，極端最高氣溫為39.5℃，極端最低氣溫為-3.3℃。
2 主要技術標準
(1)道路等級及計算行車速度：城市主干路II級，計算行車速度50km/h。
(2)荷載：由于主跨為190m，超出了《城市橋梁設計荷載標準》(cJJ 77-98)適用范圍，故采用公路I級荷載。人群：315kN/m2。
(3)橋寬：2×(0.25m人行道欄桿+2.Om人行道+3.25m非機動車道+7.75m機動車道+O.5m防撞欄桿)，橋面寬度為27.5m，雙向4車道，遠期規(guī)劃劃線調整為雙向6車道。
(4)地震烈度：區(qū)域震動反應譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度小于0.05g，相當于地震烈度6度，按7度構造設防。
(5)通航標準：航道等級內河Ⅲ級，雙向通航，有效通航凈寬不小于130m，凈高不小于10m，最高通航水位按10a一遇洪水位。
(6)橋面縱坡及豎曲線：橋面縱坡3.2%，豎曲線最小半徑5000m 。
(7)設計基準期100a，設計安全等級一級。
(8)防洪標準：按百年一遇設防，H1/100=83.39m。
3 總體設計
橋位處于來賓市區(qū)，具備相對較好的運輸條件，橋型方案設計過程中，力求體現技術先進可靠、經濟合理適度、施工方便可行、使用安全耐久、人文景觀協(xié)調的原則，并結合初步設計專家評審意見，主橋選擇連續(xù)剛構橋方案，橋跨布置以施工安全可靠為中心，引橋采用一次落架的預應力混凝土連續(xù)箱梁橋方案。橋跨布置圖見圖1。
4 主橋結構設計
4.1 箱梁構造設計
上部結構為預應力混凝土連續(xù)剛構箱梁，箱梁根部梁高10.5m，跨中梁高3.5m，頂板厚26cm，底板厚從跨中至根部由40cm變化為150cm，腹板從跨中至根部分3段采用50，70，lOOcm三種厚度，箱梁高度和底板厚度按1.5次拋物線變化。箱梁典型斷面見圖2。箱梁頂板橫向寬13.5m，箱底寬7.5m，翼緣懸臂長3m。箱梁0號節(jié)段長15m(包括墩兩側各外伸2m)，每個懸澆“T”縱向對稱劃分為21個節(jié)段，梁段數及梁段長從根部至跨中分別為6×3.5m、5×4.0m、10×4.5m，節(jié)段懸澆總長87.5m。懸澆階段最大控制重量2550kN。邊中跨合攏段長均為3m，邊跨現澆段長13.5m。箱梁根部設4道厚0.5m的橫隔板，中跨跨中設1道厚0.6m的橫隔板，梁端橫隔板厚180cm。箱梁采用C60混凝土。
4.2 箱梁預應力體系
結合結構分析和工程經驗。筆者對主橋上部結構按全預應力混凝土構件設計，采用三項預應力，縱向預應力鋼束分為愎板束(F1-F20)、頂板束(T1-T38)、頂板預留束(TY)、底板束(B1-B20)、合攏段頂板連接束(T39-T42、L)及底板預留束(BY)6類。縱向預應力采用Φj15.24mm的預應力鋼絞線(ASTM、A416-98，標準強度fpk=1860MPa)，預應力束布置圖見圖3。
橫向預應力采用Φj15.24mm的預應力鋼絞線，BM15～3扁錨體系，設計單根張拉噸位169kN，采用單端張拉方式.豎向預應力鋼筋采用公稱直徑32mm的精軋螺紋粗鋼筋，0號～9號梁段每側腹板各按2根布置，支承端兩側各按3根布置，其余梁段按單根布置。設計張拉噸位543kN。采用梁頂一端張拉方式，相應錨具采用YGM32型?？v向預應力束管道采用預埋塑料波紋管成孔，真空輔助壓漿工藝。
4.3 下部構造
主橋橋墩墩身采用兩端剛性固接的鋼筋混凝土雙柱式柔性墩，縱向由兩片薄壁墩組成，每片薄壁墩的下段為矩形實心截面，上段為矩形空心截面，橫橋向寬7.5m，順橋向厚2.2m，兩片墩間凈距為6.6m，墩身外側距離11.0m，墩身構造圖見圖4。主墩基礎為擴大基礎，完全嵌固于基巖中，厚度為5m。主引橋間過渡墩為鋼筋混凝土墻式墩、樁基礎，承臺厚3m，樁基為單排樁2根，樁徑2.5m，嵌入微風化基巖2.5m以上。主橋墩身采用C50混凝土，過渡墩墩身采用C30混凝土。
5 結構計算
5.1 主橋縱向受力計算
主橋施工及運營階段的縱向受力計算采用《橋梁博士V3.03》主算，《公路橋梁結構設計系統(tǒng)GQJS v9.2》校核計算。施工流程為：下部結構施工完成后，在墩旁托架上澆筑0號塊，其余塊件(除合攏段及邊跨現澆段外)均以掛籃懸臂對稱澆筑，并張拉各階段預應力鋼束，直至最大懸臂；然后按先邊跨后中跨的順亭依次合攏；最后進行橋面系施工。按此流程逐階段計算結構各截面內力、應力和位移，每個懸臂的施工包括掛籃就位、梁段澆筑、張拉預應力及掛籃前口等4個子階段。成橋運營計算包括恒裁、活載、支點沉降及口度等工況，按新規(guī)范進行最不利荷載組合。
計算參數：合攏溫度為15℃，體系升溫22℃，體系降溫18℃，箱梁頂板升溫15℃及地板降溫8.8℃。不均勻沉降按20mm計算。
計算結果：在最不利荷載組合下，箱梁上緣最小應力為壓應力1.06MPa.箱梁上緣最大應力為壓應力18.4MPa；箱梁下緣最小應力為壓應力1.41MPa，箱梁下緣最大應力為壓應力12.9MPa。計算表明。主梁截面抗裂驗算、抗壓驗算、承載能力強度驗算等均滿足規(guī)范要求。
5.2 主橋橫向計算
箱梁橫向按框架計算，分別取根部、1/4L以及跨中斷面建立計算模型?；钶d按最不利情況分別在頂板跨中和挑臂根部布載計算內力。經計算，橫向預應力采用Φj15.24mm的預應力鋼絞線，BM15-3扁錨體系，設計單根張拉噸位169kN，采用單端張拉方式。
6 設計特點
從上世紀70年代開始，連續(xù)剛構橋在我國橋梁界得到推廣，跨徑越來越大。結構體系構造措施日趨合理完善，該橋的主跨跨徑和橋梁長度已在國內同行業(yè)中處于前列。從已建連續(xù)剛構橋使用運營情況來看，病害不時出現。主要是主跨跨中的下?lián)?，以及存在一些裂縫，尤以斜裂縫為普遍，雖然不至于影響結構正常使用，但裂縫的長期存在必將影響結構的耐久性能。筆者根據業(yè)內資料分析，在設計中采取了相應對策：
(1)適當延長箱梁節(jié)段施工周期以減小混凝土后期徐變。規(guī)定所有預應力施工都應該在箱梁混凝土養(yǎng)護齡期不小于5d進行，每個節(jié)段的完整施工周期為10d。
(2)增大跨中預拱度的設置。影響梁的撓度因素較多，且有不確定性及長期性，因此收縮、徐變完成按10a考慮。
(3)正確布置預應力束。尤其是彎起束以確保有效的預應力。該橋設計中從根部到接近跨中都設置了彎起預應力束，且針對布置下彎束和不布置下彎束兩種情況進行了對比計算，計算表明布置了下彎束后可有效減小截面的主拉應力，提高箱梁斜截面的抗剪承載力。
(4)中跨跨中設置了l道厚0.6m的橫隔板，能有效抵抗底板縱向預應力束產生的徑向力，避免跨中底板產生縱向裂縫。
來賓紅水河二橋是目前國內市政工程中的特大型連續(xù)剛構橋梁。通過先進的計算分析和有關的課題研究，精心設計，努力創(chuàng)新，使該橋上下部結構尺寸合理、比例協(xié)調，全橋氣勢宏大，莊重沉穩(wěn)又不失輕盈美觀，符合安全、經濟、實用、美觀的原則，現正在施工建設之中。
