巫山长江大桥 460米钢管混凝土拱桥
设计
一、工程概况 巫山长江大桥是一座跨径460米，一跨跨 过巫峡口的中承式钢管混凝土拱桥。其钢管 管径达到1.22米，吊装重量达到180t，总投资 1.96亿元。是世界上同类桥梁中,跨径和钢管 直径最大, 吊重最重,造价最经济的桥梁。
二、设计 （一）大跨钢管砼拱桥结构构造的创新设
（4）吊装系统设计 缆索吊装将扣挂系统和吊装系铰接合一，因吊塔变位
大，扣塔要求变位小，为不相互影响，吊塔铰支于扣塔顶 端，且限制铰传递的水平分力，以控制扣塔顶的变位。
4、拱圈安装接头构造设计
为了便于拱肋悬拼时调整轴线，拱顶合龙前，拱脚 处设置了竖转铰.
为了控制拱肋线形及合龙温度影响，拱顶合龙接头 设计了瞬时合龙接头.
段为单肋安装，待上、下游同岸同一节段吊装就位后， 安装节段内平面连接横撑，即形成一个双肋节段单元。
5、钢管砼灌注方案设计 （1）钢管内砼接力灌注 采用C60高强补偿收缩砼，以泵压法自拱脚向拱顶
按设计的压注顺序，按三级接力灌注钢管内砼。
（2）灌注中扣索索力调整值 根据钢管内砼灌注的不同阶段张拉扣索索力，
3、主拱圈截面构造形式设计 主拱圈截面由
两肋组成，每肋 由四根钢管构成 组合矩形截面柱； 平面上每肋两根 钢管由平行腹杆 钢管联接，纵面 上每肋两根钢管
两肋间的横撑桥面以下为 “米”字撑，桥面以上为“k”形撑， 加强了肋间横向联系，确保了全 桥横向稳定。
主拱圈节点处受力肢管最多为 三根，一般为两根，且肢管与主 管的夹角一般在50°左右。肢管 与肢管之间的焊缝间距均大于50 毫米。
端吊杆处，设置纵向撑，并在横撑及端吊杆处的横梁上设置 滑板支座，这样既满足了桥道梁的自由伸缩，又限制短吊杆 的大应变。
9、拱座构造设计
（1）对不稳定的危岩块体进行卸载清除； （2）采用多层水平台阶和带一对垂直撑的拱座方案； （3）采用较完善的锚杆及圬工砌体对两案进行防护； （4）分离式的钢筋砼拱座，横向分别设三道钢筋砼横撑。
计 1、桥位、桥型、孔跨方案设计 通过“工可”三个桥位方案论证，经 过地质、地形条件、区域交通网、工程总 体造价的综合比较，并经过“工可”、 “初设”反复论证，推荐采用了现建桥的
巫峡口桥位。
“工可”七种桥型方案比选，从工程造价、与地形匹配、 景观等方面考虑，采用大跨钢管砼拱桥方案。
针对400米上承式和净跨460米中承式钢管砼拱桥比较，从多 方面综合考虑，采用净跨460米中承式钢管砼拱桥。
（2）两端采用0—109型冷铸锚具，上下锚具分别有端头 防护板、防护罩和固化油脂，同时，吊杆外套哈氟管与锚具间 设置热缩塑料套连接。
（3）吊杆横梁处防护处理措施 为了避免大气、雨等进入锚头腐蚀钢丝，在横梁顶吊
杆外套钢管处设置了防水钢板，并将防水钢板与外套钢管 焊接，确保密闭。
（4）纵向限位装置设计 为了限制短吊杆因纵向变位而疲劳破坏，在肋间横撑的
锚碇采用锚索及桩组合的结构形式，扣点设计为锚梁， 支点在拱肋节点处。
6、提高稳定及动力特性的构造措施
由于本桥跨度大，桥梁宽度仅为19.5米，桥梁宽跨比仅 为1：26，为了提高桥梁横向稳定、动力特性，采取了以下 措施：
①将桥面梁设计为先简支后连续的结构体系； ②长吊杆和高立柱处，设计为吊杆、立柱与桥面梁固 接； ③短吊杆和矮立柱处，设计为吊杆、立柱与桥面梁四 氟滑板支座铰支。这样，借助桥面梁的抗扭刚度，提高桥梁 总体刚度。
10、钢结构防腐方案设计
用电弧喷涂铝镁合金长效防腐方案，寿命按30
年以上考虑。
金属表面处理等级3
涂层组合： 电弧喷涂铝镁 160μm
环氧封闭涂层（842） 二道（50μm）
丙稀酸聚氨脂面漆二道（源自0μm）（二）大跨钢管砼拱桥施工工艺设计
1、拱肋安装方案的确定
根据本桥位地形特点、河道运输条件、施工水位高低 及拱肋节段组成重量，经多种施工方案论证比选，采用无 支架缆索吊装工艺安装拱肋，是可行、风险小、经济的施 工方案。
7、吊杆横梁和桥面梁的构造设计
吊杆横梁和钢管砼拱肋上立柱横梁为预 应力砼Ⅰ形截面梁，便于就地预制和安装， 减轻自重，降低工程造价。
行车道梁为后连续的预应力砼“π”形梁，吊装就位后， 焊接连接梁肋上、下缘主钢筋，再现浇接头砼30厘米形成 连续梁。人行道梁也为先简支、后连续的“π”形连续。
8、确定了吊杆构造及耐久性设计 本桥免维修周期为30年，本桥结合自身 特点，全面考虑采用了多重体系设防相结 合的综合防护方案，同时，吊杆是可更换 的。 （1）吊杆采用109φ7毫米预应力环氧喷 涂钢丝，防腐体系为：镀锌层＋环氧层 （160）＋防腐脂＋聚乙稀护套（双层）+ 发泡聚氨脂+哈氟管组成。
2、扣、吊体系设计 本桥主拱安装扣挂系统和吊装系统和一。
3、扣塔构造设计
（1）扣塔设计 扣塔（吊塔）构造由钢管杆
件组成桁架塔柱。
（2）扣塔索鞍设计 由于扣索张拉体系张拉端设置在锚碇处，扣索必须
绕过扣塔顶，因此塔顶由型钢组拼成了扣索索鞍。
4、拱肋节段吊装程序设计 拱肋节段安装由两岸拱座向跨中逐段悬拼施工。节
拱肋节段安装采用内法兰临时，再用两块与弦管 外径项同的半圆弧板对接。为了顺利能准确定位，设 计采用了如下导向冲定销轴。
5、主拱圈安装方案总体设计
（1）扣塔及索鞍： 安装在两岸上，塔高约100米，塔距576米，以钢管砼
柱拼装组成，横向采用门柱式结构，便于起吊单元通过。 扣塔顶设置索鞍，便于扣索通过（扣索在尾端锚梁处张 拉）。 （2）锚碇、锚梁及扣点：
2、钢管砼拱圈主要参数设计 主要对以下参数进行优选： （1）截面径向高（拱顶为7.0米和8.0米，拱脚截面高为 13.0米和14.0米）； （2）拱轴系数（m ＝1.8、1.6、1.4、1.2、1.05）； （3）桁架节间距离（4米、6米、8米）； （4）不同弦管管径、不同腹杆布置形式； 比选后，采用了拱顶径向截面高7.0米，拱脚径向截面高 14.0米，桁架节间间距为6米，竖腹杆和径向腹杆组合使用，弦 管管径为1220毫米，腹管管径为610毫米，净矢跨比为1/3.8， 拱轴系数为1.55的拱圈设计参数。