2024年7月9日发(作者：绳君昊)

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４５　

Ａ１５大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术　

陆宏伟　

（上海市政工程设计研究总院，上海２０００９２）　

摘要：不同于一般的矮塔斜拉桥，大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构，主塔为倾斜的钢混结合结构。　

该文介绍了其总体设计，并针对该桥的特点，采用自适应控制法，通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控　

制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况，以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律　

情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。　

关键词：矮塔斜拉桥；设计；施工；上海　

中图分类号：Ｕ４４８．２７　文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—７７１６（２０１０）０４—００４５—０５　

０前言　

建设的质量。对该桥进行施工控制方法以及施工　

过程中桥梁的力学性能研究，不仅将直接提高该　

矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，是目前国内外　

桥的建造质量，确保工程顺利完工，也将在一定程　

的一种新兴桥型。在结构性能上斜拉索仅承担部　度上推动我国桥梁建设事业的发展，具有较高的　

分荷载，还有相当一部分荷载由主梁的受弯、受剪　社会效益和经济效益。　

承受，故矮塔斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间　

的半柔性桥梁。由于矮塔斜拉桥的整体刚度大，变　

１　工程概况　

形小的特点，使其尤其适合荷载大，标准高的桥　

Ａ１５公路西起浙江上海市界，接浙江省申嘉湖　

梁。目前国内已修建多座该类型桥梁，但是大蒸港　

高速公路，经金山、青浦、松江、闵行和南汇五区，　

矮塔斜拉桥桥面宽度较大，且平面位于曲线段，主　

东至浦东机场南进场路，全长８３．５２８　ｋｍｏ　

塔为倾斜的钢混结合结构，目前还没有这种工程　

浦西段西起上海浙江省界与浙江省申嘉湖高　

的先例。因此，如何施工控制成了一个关键技术。　

速公路相接，东至黄浦江西岸龙吴路西与闵浦越　

施工控制技术方法的得当与否，直接影响着桥梁　江段西引桥相接，桩号为Ｋ０＋０００一Ｋ４７＋３６１．４，该　

收稿日期：２０１０—０２—２５　

段主线长４７．３６１　ｋｍ。　

作者简介：陆宏伟（１９６９一），男，上海人，硕士，高级工程师，综　

大蒸港桥是上海Ａ１５高速公路浦西段上跨大蒸　

合交通规划设计院副总工程师，从事桥梁工程设计工作。　

港的一座特大桥，位于中心桩号为Ｋ１０＋４５５．５１６处，　

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表４路基顶面各点沉降值汇总表Ｉ单位：ｍｍ）　

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Ｙｌ　一１８．６６—１８．８Ｏ一１８．９５—１９．１０一ｌ９．２５—１９．４０—１９．５５～ｌ９．６９—１９．８４－１９．９９—２Ｏ．１４—２Ｏ．２９—２Ｏ．４３－２０．５８—２Ｏ．７３—２Ｏ．８８　

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Ｙ３　—１８．８１—１８．９６—１９．１　１—１９．２６—１９．４０—１９．５５—１９．６９—１９．８３—１９．９７—２０．１　１—２０．２５—２０．４０—２０．５４—２０．６８—２０．８２—２０．９６　

ｙ４　—１９　１５—１９．２９—１９．４４—１９．５９一ｌ９．７３一ｌ９．８８—２Ｏ．Ｏ３—２Ｏ．１７—２Ｏ－３２—２Ｏ．４７—２Ｏ．６１—２０．７６—２Ｏ．９１—２１．ｏ４—２１．１８—２１．３２　

ｙ５　－１９．６０－１９．７４－１９．８８—２０．０２—２０．１７—２０．３１—２０．４５—２０．５９—２０．７３—２０．８７—２１．００—２１．１４—２１．２８—２１．４２—２１．５６—２１　９６　

ｙ６　—１９＋８０—１９．９３—２０．Ｏ５—２Ｏ．１８—２Ｏｌ３０—２０．４２—２Ｏ．５５—２Ｏ．６７—２０．８Ｏ一２Ｏ．９２—２１．０５—２１．１７—２１．２９—２１．４２—２１．５４—２１　６７　

４结论　用控制爆破。　

根据数值分析结果，竖井开挖过程会引起路　

基变形，竖井开挖完成后移动荷载作用时路基的　

参考文献　

变形量有所增大。由分析结果可见，竖井开挖对　

【１】蔡美峰，何满潮，刘东燕．岩石力学与工程【Ｍ】　北京：科学出版社，　

铁路路基变形影响不大，对铁路的运行安全不会　

２ｏ０２．　

造成影响。但是，竖井开挖过程中要进行爆破，由　

【２】孙钧，汪炳缢．地下结构有限元解析【Ｍ】．上海：同济大学出版，　

１９８８．　

于基岩较为破碎，为了保证竖井开挖过程铁路路　

【３］ａ＇Ｂ　１０００３—２００１，铁路隧道设计规范【ｓ】．　

基的稳定性，开挖进尺不宜太大，开挖过程要采　

【４】雷晓燕．岩土工程数值计算【Ｍ】．北京：中国铁道出版社，１９９９．　

４６　桥梁结构　城市道桥与防洪　

梁桥和矮塔斜拉桥。　

２０１０年４月第４期　

河床宽约１５０　ｍ，航道线与桥轴线的夹角约３８ｏ，双　

向８车道，桥面宽度３４　ｍ，主桥总体布置见图１所示。　

主要技术参数是：　

（１）设计行车速度：１２０　ｋｍ／ｈ。　

（２）设计荷载：公路一Ｉ级。　

（３）通航要求：河道为ＩＶ级航道，通航净宽：≥　

１０５　ｉｎ，上底宽：≥８０　ｍ，通航净高顶面标高１Ｏ．３５　ｍ。　

桥位最大水深约１０　ｍ。最高通航水位４．２　ｍ，最低　

水位１．８　ＩＴＩ，常水位２．５　ｉｎ。　

（４）抗震设防标准：地震动峰值加速度０．１　ｇ（基　

本烈度７度）。重要性系数１．７。　

（５）船舶撞击力：属于ＩＶ级内河航道，按《公路　

桥涵通用规范》规定，船舶吨级为５００　ｔ，横桥向撞　

击作用为５５０　ｋＮ，顺桥向撞击力为４５０　ｋＮ。　

根据上海地区软土地基条件，不适合采用地　

２主桥总体设计　

２．１主桥跨径布置　

通航孔跨径由通航孔净宽、桥墩承台与防撞　

设施宽度三部分组成。其中：　

通航孔净宽取１０５　ｍ；主墩承台与防撞设施宽　

度经计算需要ｌ５　ｍ。　

通航孔跨径应不小于１５＋１０５／ｃｏｓ３８。＝１４８．３（ｍ），　

取主跨大于１５０　ｍ。　

锚式悬索桥，只能采用自锚式悬索桥，桥跨布置为　

６６　ｍ＋１６５　ｉｎ＋６６　ｍ＝２９７　ｍ，中跨矢跨比１／５，桥宽　

４１　ｍ，塔高（桥面以上）３３　ｍ，普通钢筋混凝土结　

构。全钢结构箱梁，桥梁宽４１　ｍ，梁高３．５　ｍ，正交　

异性桥面板。钢横隔梁间距３．３３　ｍ。其施工方案可　

采用“先梁后缆”，需在大蒸港中搭设临时支墩，　

对航道影响很大，而采用斜拉桥法架设主粱，施工　

费用很大。　

单跨１６５　ｍ下承式系杆拱，矢跨比ｌ，５，拱轴系　

数１．１６７。全桥采用４个哑铃形截面钢管混凝土拱　

肋，每个拱肋由两根钢管加两块缀板组成，上下钢　

管内部采用Ｃ５０微膨胀混凝土填芯，风撑采用一　

个箱形风撑。吊杆选用低松弛镀锌钢丝，系杆可选　

用钢绞线系杆或平行钢丝系杆。桥面为悬吊体系，　

桥宽４１　ｍ，采用钢横梁、钢纵梁以及行车道板加桥　

面铺装、栏杆等形成桥面体系。施工方案可采用　

“先梁后缆”，需在大蒸港中搭设临时支墩，对航　

道影响很大。　

双幅预应力连续箱梁桥跨布置为８５　ｍ＋１５０　ｍ＋　

８５　ｍ，每幅桥桥宽１６．３８　ｉｎ，采用变高度大挑臂单　

考虑大蒸港的通航要求，原则上主墩承台布　

置在原有防汛墙外侧，故跨径大于１５０　ｍ可满足　

要求。　

２，２主桥桥型选择　

对于主跨１６５　ｍ的跨度规模的桥梁结构，比较　

适合的桥型结构主要有自锚式悬索桥、拱桥、连续　

箱单室直腹板截面，根部梁高８，５　ｍ，高跨比　

１／１７．６５；跨中３．５　ｍ，高跨比１／４２．８５；预应力采用三　

向预应力体系，预应力管道采用塑料波纹管，真空　

压浆工艺，确保管道内注浆密实。施工方案可采用　

挂篮悬臂施工法施工。　

矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，是目前国内外　

的一种新兴桥型，在结构性能上斜拉索仅承担部　

Ｋ１０＋２８４　９２２　Ｋ１０＋３７４　９２２　Ｋ１０＋５３９　９２２　Ｋ１０＋６２９　９２２　

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图１大蒸港桥总体布置图（单位：ｍｍ）　

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４７　

分荷载，还有相当一部分荷载由主梁的受弯、受剪　

承受，故矮塔斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间　

的半柔性桥梁。由于矮塔斜拉桥的整体刚度大，变　

形小的特点，尤其适合荷载大，标准高的桥梁。采　

用了双塔单索面，跨径组合９０　ｍ＋１６５　ｍ＋９０　ｍ，桥面　

宽度３４．７６　ｍ，中央锚固区２　ｍ。箱梁根部高６．０　ｍ，　

高跨比１／２６．６７；跨中高３　ｍ，高跨比１／５３．３３；预应　

力采用三向预应力体系，预应力管道采用塑料波　

纹管，真空压浆工艺，确保管道内注浆密实。施工　

主梁预应力采用三向预应力体系，纵向预应　

力采用高强度低松弛＠ｊ１５．２４钢绞线。钢绞线标准　

强度Ｒｂｙ：１　８６０　ＭＰａ。箱梁顶板横向采用钢绞线扁　

锚（ＢＭ型），规格１５—３，预应力束单端交替张拉锚　

固。在腹板内设双肢或单肢＠３２精轧螺纹粗钢筋，　

盯　７５０　ＮＰａ。采用ＹＣＮ锚。预应力管道采用Ｐ．Ｅ．塑　

料波纹管，真空压浆工艺，确保管道内注浆密实。　

２．４．２主塔　

该工程采用双塔单索面结构，两个主塔呈纺　

方案可采用挂篮悬臂施工法施工。　

经技术成熟度、外形美观度、施工可行性，　

以及工程总造价等方面进行综合比较，最终选　

择外形美观、造价适中、技术成熟的矮塔斜拉桥　

方案。　

２．３总体布置　

大蒸港桥为双塔单索面预应力混凝土矮塔斜　

拉桥，桥跨布置为９０　ｍ＋１６５　ｍ＋９０　ｍ，全桥长３４５　ｍ，　

采用三跨连续形式。由于主墩较矮，墩梁固结将造　

成下部结构设计困难，因此设计成墩梁分离。一个　

主墩设置纵向固定支座，另一主墩设置纵向滑动　

支座。边墩处设置纵向活动支座。梁与墩顶之间设　

有横向限位构造。　

２．４上部结构设计　

２．４．１主梁　

主梁采用整体箱梁组成，单箱多室结构，变高度　

大挑臂单箱截面，箱梁顶宽３４．７６　ｍ，底宽２１．７０　ｍ；根　

部高６．０　ｍ，高跨比１／２６．６７；跨中高３　ｍ，高跨比　

１／５３．３３；梁底呈二次抛物线变化；两侧翼板悬臂长　

度４．０　ｍ，根部高度０．５５　ｍ；箱梁顶板厚０．２５　ｍ、腹　

板厚０．３　０．６　ｍ、底板厚由根部０．９　ｍ变化至跨中　

０．３　ｍ；箱梁在墩顶和跨中及拉索处设置横隔板；　

箱梁在墩顶０＃段设厚度为２　ｍ横隔板，主塔下对　

应的部分局部加厚Ｎ５　ｍ。在边跨箱梁端部设１．５　ｍ　

厚端横梁。主梁横断面见图２所示。　

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图２主梁墩顶横断面图（单位：ｍｍ）　

锤型钢结构。主塔塔高２５　ｍ，顺桥向塔顶和塔底均　

宽６　ｍ，中间收至４．５　ｍ，呈纺锤形；横桥向塔宽２　ｍ　

（见图３所示）。塔柱截面为八边形，内设井字形加　

劲。顺桥向两侧设钢锚箱，分离固定式布置，斜拉　

索锚固于塔内两侧的钢锚箱上，中间预留检修通　

道，周围浇筑微膨胀混凝土。由于该桥位于半径　

Ｒ＝３　０００　ｍ的曲线段，斜拉索对于主梁有径向分　

力，为了消除恒载下斜拉索径向分力产生的主塔　

横桥向弯矩，主塔在横向呈斜向布置，向外侧倾斜　

４。，塔顶向平面凸向偏９７１　ｍｍ。　

图３主塔横断面图（单位：ｍｍ）　

２．４．３斜拉索　

采用单索面斜拉索，扇形索面布置形式，每个　

塔两侧各６对索，全桥共２４根。梁上的标准索距为　

８　ｍ，塔上标准索距为１．５　ｍ，倾角为１８．３。～３１．３。，　

经计算，每根斜拉索受力达１１　０００　ｋＮ，采用３４９一　

７　ｍｍ高强平行钢丝（１　６７０　ＭＰａ），两端采用冷铸　

锚，索外包挤彩色ＰＥ防护套，并采用双螺旋线，两　

端设内置式减震器。　

４８　桥梁结构　城市道桥与防洪　２０１０年４月第４期　

２．４．４锚箱　

根据总体布置以及采用的结构形式，斜拉索　

在钢主塔内直接锚固在钢锚箱上，索力通过锚垫　

板传至锚箱腹板，再传至主塔内两道纵向加劲腹　

板，传至塔壁。　

主梁采用混凝土结构，故采用预埋钢套筒于　

锚固端，斜拉索锚固于混凝土锚固端，直接传力至　

主梁。　

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２：４．５其它　

２．４．５．１支座　

由于主梁宽度大，主墩横向设置三个支座，其　

＝　＝＝＝＝

中墩立面　

１：２ｏ０　

中对应主塔下采用一个１０ＭＮ支座，左右两个采用　

５ＭＮ支座　其中一－一个主墩上三个为固定支座，另一　

个主墩上三个为纵向滑动支座。目前国内已有　

４０５　

４４０ｏ　

１　１　

ｌ５ＭＮ支座生产并使用。　

边墩上各设３只Ｑｚ￣５０ｏｏｚｘ支座　

２，４．５．２伸缩缝　

２．５下部结构设计　

２．５．１主墩设计　

．　

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在边跨梁端各设两道３００　ｍｍ伸缩缝。　

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主墩较矮，采用矩形实心墩，横桥向尺寸为　

２１．７　ｍ，顺桥向尺寸为４．４　ｍ。墩柱采用Ｃ４０混凝土。　

主墩基础采用４８根　９００钢管桩桩，持力层为　

中墩侧面　

１：２ｏｏ　

灰色粉砂，桩底标高一６５．５　ｍ—一７０．５　ｍ，单桩容许　

承载力６ＭＮ（见图４所示）。　

主墩承台为钢筋混凝土结构，顺桥向尺寸　

ｌ５．５　ｍ，横桥向尺寸２３．６　ｍ，厚度３．０　ｍ，承台底标　

高一１．２　ｍ。墩座高３．５　ｍ，为钢筋混凝土结构。承台　

采用Ｃ３０混凝土。承台混凝土属大体积混凝土，施　

工时可采取预埋冷却管等散热措施确保浇筑混凝　

土的质量。　

２．５．２边墩设计　

边墩采用三柱式，柱间用系梁连接，引桥通过　

牛腿支撑在主梁端横梁上。立柱尺寸为２．４　ｍ　ｘ　

２．４　ｍ，柱中心距为１１．０　ｍ。墩柱采用Ｃ４０混凝土。　

边墩基础采用２０根６００ＰＨＣ管桩。桩基持力　

＝＝＝＝＝＝：

承台平面　

ｌ　２ｏ０　

图４主墩基础示意图（单位：ｍｍ　Ｊ　

层为灰色粉质粘土　粉砂互层，桩长５　１　ｍ左右。承台　

采用矩形，顺桥向尺寸４．８　ｍ，横桥向尺寸２５．６　ｍ，厚　

２．０　ｍ，底标高一１．０　ｍ，为钢筋混凝土结构，采用　

Ｃ３０混凝土。　

置，加工单位需采用全传仪等精确测量工具，结合　

３主桥施工概述　

３．１主塔施工　

主塔为钢结构弯塔，钢结构加工厂内制作。根　

事先计算确定的张拉预应力束预拱度、焊接预拱度　

以及自重产生的预拱度等数据，在工程内加工预　

知，确保精度。现场吊装时，每一节均精确控制标　

高，每个节段需精确测量平面内八点坐标及标高，控　

制焊接变形，使主塔的施工达到设计要求的精度。　

３．２主梁施工　

主梁采用挂篮悬臂浇筑施工，分节段施工。挂　

据施工吊装能力，整个主塔采用四节预制、吊装。为　

确保安置实施精度，特别是塔内锚固点的精确位　

篮采用整体式菱形挂篮，设置６片主桁，中间预留　

出避开斜拉索横向偏位的空间位置，便于穿索和　

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４９　

挂篮走行。整个主跨部分分２０个节段，进行悬臂浇　

４．２平弯主梁挂篮及施工控制的研究　

筑。每个节段采用全断面一次浇筑混凝土成形，两　

侧平衡浇筑，施工节段最大重量约４　３００　ｋＮ。整个　

主梁先边跨合拢再中跨合拢，最终形成连续体系。　

该工程主梁处于半径为３　０００　ｍ的缓和曲线　

上，主塔横向弯曲，桥宽３４　ｍ，单索面矮塔空间斜　

拉索布置对挂篮行走影响较大。如何结合施工步　

序选择合适、轻便、安全的挂篮，是该工程施工的　

个关键点。　

平曲线悬浇矮塔斜拉桥施工控制，需考虑首　

先用规范的参数计算结构的响应，然后和实际测　

量的结果进行比较，根据得到的差异修正参数，使　

其和实际结构的结果相吻合。施工监控应根据水　

上不利的环境、气候条件及该桥特殊的结构形式　

提出合理的监控方案，确保工程施工精度，是该工　

程施工的又一个关键点。　’　

４．３矮塔斜拉桥主塔水中墩防船撞系统关键技术　

根据总体设计布置，水中柱墩设置主通航孔　

两侧，柱墩承台为直径２０．９　ｍ的圆形承台，承台边　

与航道边线之间最小间距仅０．５　ｍ，该桥通航标准　

为单孔双向通航，通航孔净宽１０５　ｍ，净高７　ｍ，船　

舶通航频率较高。对此，依据通航船舶型号、流量　

预测分析结果，结合航道条件等防撞参数进行船　

撞力计算，对主塔基础承台进行验算，合理布置防　

撞设施，满足防撞要求，是又一个关键技术。　

一

４设计、施工关键技术　

大蒸港桥是目前上海唯一一座横向弯塔矮塔斜　

拉桥，主桥平面位于半径３　０００　ｍ的缓和曲线上，使　

整座桥具有弯塔、弯梁、空间单索面斜拉桥的特点，　

因此有必要针对该类型桥梁的关键技术进行研究。　

４．１钢结构主塔的设计、制作和施工研究　

该桥为平衡主线平曲线箱梁造成的横向水平　

力，考验通过主塔自身结构抵抗其水平反力，因　

此，采用横向弯塔结构形式。主塔的设计充分考虑　

了桥梁横向布置及塔内斜拉索布置空间的要求，　

采用整体钢塔结构设计，全焊接连接杆件。全焊接　

结构具有技术先进、整体性好、外观简洁、防腐简　

单等优势，钢结构主塔布置简单，可充分利用空　

间，减少对桥梁横向位置的占用，有利于弯塔的施　

工。根据该桥弯塔结构的特点，主要研究内容有：　

空间斜拉索锚固区钢板性能的分析研究；主塔纵、　

横、扭受力性能、塔内构造布置、钢塔锚固区受力　

性能分析及构造布置。　

该工程主塔分五段加工及吊装，全断面焊接。　

在制作厂需充分考虑主塔钢梁的三向预拱值、焊接　

变形及对空间锚固区的定位放样。现场吊装定位和　

全断面对接焊接技术是确保杆件的几何制作精度　

和焊接组装精度的保证，也是确保施工质量、体现　

设计意图的关键，是钢塔制作和施工的技术难点。　

５结语　

Ａ１５高速公路大蒸港矮塔斜拉桥于２００８年５月　

开工，于２００９年ｌ２月建成通车。该桥采用主跨１６９　

ｍ的弯塔单索面矮塔斜拉桥，是目前国内首座横　

向弯塔平曲线塔斜拉桥，它为繁荣的桥梁形式增　

添了一种新的结构形式。　

苏州２５０亿打造西部生态城　

苏州西部生态城建设指挥部近日在高新区隆重揭牌。作为城乡一体化发展综合配套　

改革的先导区，苏州西部生态城规划面积４２　ｋｍ　，总投资将超过２５０亿元，是全市城乡一　

体化发展综合配套改革的重点工程。不久的将来，一座集旅游休闲、健康健身、文化创意、　

民间工艺及高品质居住、办公于一体的低碳生态型山水新城，将在太湖之滨崛起。　

苏州西部生态城位于高新区２３０省道以西，首期启动建设姚岗山以西９　ｋｍｚ。按照“生　

态保护优先、绿色交通优先、公益设施优先”，以及“创新社区组织、创新能源利用、创造活　

力空间”的原则，苏州西部生态城将以太湖湿地公园为“绿心”，生态廊道为“绿链”，滨湖景　

观带为“绿环”，大力发展绿色低碳经济，优化城市功能空间布局，全面提升生态宜居水平，　

努力建设成为集旅游休闲、健康健身、文化创意、民间工艺及高品质居住、办公于一体的低　

碳生态山水新城。　

2024年7月9日发(作者：绳君昊)

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４５　

Ａ１５大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术　

陆宏伟　

（上海市政工程设计研究总院，上海２０００９２）　

摘要：不同于一般的矮塔斜拉桥，大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构，主塔为倾斜的钢混结合结构。　

该文介绍了其总体设计，并针对该桥的特点，采用自适应控制法，通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控　

制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况，以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律　

情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。　

关键词：矮塔斜拉桥；设计；施工；上海　

中图分类号：Ｕ４４８．２７　文献标识码：Ｂ文章编号：１００９—７７１６（２０１０）０４—００４５—０５　

０前言　

建设的质量。对该桥进行施工控制方法以及施工　

过程中桥梁的力学性能研究，不仅将直接提高该　

矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，是目前国内外　

桥的建造质量，确保工程顺利完工，也将在一定程　

的一种新兴桥型。在结构性能上斜拉索仅承担部　度上推动我国桥梁建设事业的发展，具有较高的　

分荷载，还有相当一部分荷载由主梁的受弯、受剪　社会效益和经济效益。　

承受，故矮塔斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间　

的半柔性桥梁。由于矮塔斜拉桥的整体刚度大，变　

１　工程概况　

形小的特点，使其尤其适合荷载大，标准高的桥　

Ａ１５公路西起浙江上海市界，接浙江省申嘉湖　

梁。目前国内已修建多座该类型桥梁，但是大蒸港　

高速公路，经金山、青浦、松江、闵行和南汇五区，　

矮塔斜拉桥桥面宽度较大，且平面位于曲线段，主　

东至浦东机场南进场路，全长８３．５２８　ｋｍｏ　

塔为倾斜的钢混结合结构，目前还没有这种工程　

浦西段西起上海浙江省界与浙江省申嘉湖高　

的先例。因此，如何施工控制成了一个关键技术。　

速公路相接，东至黄浦江西岸龙吴路西与闵浦越　

施工控制技术方法的得当与否，直接影响着桥梁　江段西引桥相接，桩号为Ｋ０＋０００一Ｋ４７＋３６１．４，该　

收稿日期：２０１０—０２—２５　

段主线长４７．３６１　ｋｍ。　

作者简介：陆宏伟（１９６９一），男，上海人，硕士，高级工程师，综　

大蒸港桥是上海Ａ１５高速公路浦西段上跨大蒸　

合交通规划设计院副总工程师，从事桥梁工程设计工作。　

港的一座特大桥，位于中心桩号为Ｋ１０＋４５５．５１６处，　

－◆．．－◆－●－＋－◆。＋　

表４路基顶面各点沉降值汇总表Ｉ单位：ｍｍ）　

测点Ｘｌ　Ｘ２　Ｘ３　Ｘ４　Ｘ５　）【６　ｘ７　）【８　ｘ９　Ｘ１０　Ｘｌｌ　ＸＩ２　Ｘ１３　ＸＩ４　ＸＩ５　ＸＩ６　

Ｙｌ　一１８．６６—１８．８Ｏ一１８．９５—１９．１０一ｌ９．２５—１９．４０—１９．５５～ｌ９．６９—１９．８４－１９．９９—２Ｏ．１４—２Ｏ．２９—２Ｏ．４３－２０．５８—２Ｏ．７３—２Ｏ．８８　

ｙ２　—１８．６１—１８．７６—１８．９１—１９．０６—１９．２２—１９．３７—１９．５２—１９．６７－１９．８１—１９．９５—２０．１０—２０．２４－２０．３８—２０．５２—２０．６７—２０．８Ｉ　

Ｙ３　—１８．８１—１８．９６—１９．１　１—１９．２６—１９．４０—１９．５５—１９．６９—１９．８３—１９．９７—２０．１　１—２０．２５—２０．４０—２０．５４—２０．６８—２０．８２—２０．９６　

ｙ４　—１９　１５—１９．２９—１９．４４—１９．５９一ｌ９．７３一ｌ９．８８—２Ｏ．Ｏ３—２Ｏ．１７—２Ｏ－３２—２Ｏ．４７—２Ｏ．６１—２０．７６—２Ｏ．９１—２１．ｏ４—２１．１８—２１．３２　

ｙ５　－１９．６０－１９．７４－１９．８８—２０．０２—２０．１７—２０．３１—２０．４５—２０．５９—２０．７３—２０．８７—２１．００—２１．１４—２１．２８—２１．４２—２１．５６—２１　９６　

ｙ６　—１９＋８０—１９．９３—２０．Ｏ５—２Ｏ．１８—２Ｏｌ３０—２０．４２—２Ｏ．５５—２Ｏ．６７—２０．８Ｏ一２Ｏ．９２—２１．０５—２１．１７—２１．２９—２１．４２—２１．５４—２１　６７　

４结论　用控制爆破。　

根据数值分析结果，竖井开挖过程会引起路　

基变形，竖井开挖完成后移动荷载作用时路基的　

参考文献　

变形量有所增大。由分析结果可见，竖井开挖对　

【１】蔡美峰，何满潮，刘东燕．岩石力学与工程【Ｍ】　北京：科学出版社，　

铁路路基变形影响不大，对铁路的运行安全不会　

２ｏ０２．　

造成影响。但是，竖井开挖过程中要进行爆破，由　

【２】孙钧，汪炳缢．地下结构有限元解析【Ｍ】．上海：同济大学出版，　

１９８８．　

于基岩较为破碎，为了保证竖井开挖过程铁路路　

【３］ａ＇Ｂ　１０００３—２００１，铁路隧道设计规范【ｓ】．　

基的稳定性，开挖进尺不宜太大，开挖过程要采　

【４】雷晓燕．岩土工程数值计算【Ｍ】．北京：中国铁道出版社，１９９９．　

４６　桥梁结构　城市道桥与防洪　

梁桥和矮塔斜拉桥。　

２０１０年４月第４期　

河床宽约１５０　ｍ，航道线与桥轴线的夹角约３８ｏ，双　

向８车道，桥面宽度３４　ｍ，主桥总体布置见图１所示。　

主要技术参数是：　

（１）设计行车速度：１２０　ｋｍ／ｈ。　

（２）设计荷载：公路一Ｉ级。　

（３）通航要求：河道为ＩＶ级航道，通航净宽：≥　

１０５　ｉｎ，上底宽：≥８０　ｍ，通航净高顶面标高１Ｏ．３５　ｍ。　

桥位最大水深约１０　ｍ。最高通航水位４．２　ｍ，最低　

水位１．８　ＩＴＩ，常水位２．５　ｉｎ。　

（４）抗震设防标准：地震动峰值加速度０．１　ｇ（基　

本烈度７度）。重要性系数１．７。　

（５）船舶撞击力：属于ＩＶ级内河航道，按《公路　

桥涵通用规范》规定，船舶吨级为５００　ｔ，横桥向撞　

击作用为５５０　ｋＮ，顺桥向撞击力为４５０　ｋＮ。　

根据上海地区软土地基条件，不适合采用地　

２主桥总体设计　

２．１主桥跨径布置　

通航孔跨径由通航孔净宽、桥墩承台与防撞　

设施宽度三部分组成。其中：　

通航孔净宽取１０５　ｍ；主墩承台与防撞设施宽　

度经计算需要ｌ５　ｍ。　

通航孔跨径应不小于１５＋１０５／ｃｏｓ３８。＝１４８．３（ｍ），　

取主跨大于１５０　ｍ。　

锚式悬索桥，只能采用自锚式悬索桥，桥跨布置为　

６６　ｍ＋１６５　ｉｎ＋６６　ｍ＝２９７　ｍ，中跨矢跨比１／５，桥宽　

４１　ｍ，塔高（桥面以上）３３　ｍ，普通钢筋混凝土结　

构。全钢结构箱梁，桥梁宽４１　ｍ，梁高３．５　ｍ，正交　

异性桥面板。钢横隔梁间距３．３３　ｍ。其施工方案可　

采用“先梁后缆”，需在大蒸港中搭设临时支墩，　

对航道影响很大，而采用斜拉桥法架设主粱，施工　

费用很大。　

单跨１６５　ｍ下承式系杆拱，矢跨比ｌ，５，拱轴系　

数１．１６７。全桥采用４个哑铃形截面钢管混凝土拱　

肋，每个拱肋由两根钢管加两块缀板组成，上下钢　

管内部采用Ｃ５０微膨胀混凝土填芯，风撑采用一　

个箱形风撑。吊杆选用低松弛镀锌钢丝，系杆可选　

用钢绞线系杆或平行钢丝系杆。桥面为悬吊体系，　

桥宽４１　ｍ，采用钢横梁、钢纵梁以及行车道板加桥　

面铺装、栏杆等形成桥面体系。施工方案可采用　

“先梁后缆”，需在大蒸港中搭设临时支墩，对航　

道影响很大。　

双幅预应力连续箱梁桥跨布置为８５　ｍ＋１５０　ｍ＋　

８５　ｍ，每幅桥桥宽１６．３８　ｉｎ，采用变高度大挑臂单　

考虑大蒸港的通航要求，原则上主墩承台布　

置在原有防汛墙外侧，故跨径大于１５０　ｍ可满足　

要求。　

２，２主桥桥型选择　

对于主跨１６５　ｍ的跨度规模的桥梁结构，比较　

适合的桥型结构主要有自锚式悬索桥、拱桥、连续　

箱单室直腹板截面，根部梁高８，５　ｍ，高跨比　

１／１７．６５；跨中３．５　ｍ，高跨比１／４２．８５；预应力采用三　

向预应力体系，预应力管道采用塑料波纹管，真空　

压浆工艺，确保管道内注浆密实。施工方案可采用　

挂篮悬臂施工法施工。　

矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，是目前国内外　

的一种新兴桥型，在结构性能上斜拉索仅承担部　

Ｋ１０＋２８４　９２２　Ｋ１０＋３７４　９２２　Ｋ１０＋５３９　９２２　Ｋ１０＋６２９　９２２　

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图１大蒸港桥总体布置图（单位：ｍｍ）　

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４７　

分荷载，还有相当一部分荷载由主梁的受弯、受剪　

承受，故矮塔斜拉桥是介于连续梁和斜拉桥之间　

的半柔性桥梁。由于矮塔斜拉桥的整体刚度大，变　

形小的特点，尤其适合荷载大，标准高的桥梁。采　

用了双塔单索面，跨径组合９０　ｍ＋１６５　ｍ＋９０　ｍ，桥面　

宽度３４．７６　ｍ，中央锚固区２　ｍ。箱梁根部高６．０　ｍ，　

高跨比１／２６．６７；跨中高３　ｍ，高跨比１／５３．３３；预应　

力采用三向预应力体系，预应力管道采用塑料波　

纹管，真空压浆工艺，确保管道内注浆密实。施工　

主梁预应力采用三向预应力体系，纵向预应　

力采用高强度低松弛＠ｊ１５．２４钢绞线。钢绞线标准　

强度Ｒｂｙ：１　８６０　ＭＰａ。箱梁顶板横向采用钢绞线扁　

锚（ＢＭ型），规格１５—３，预应力束单端交替张拉锚　

固。在腹板内设双肢或单肢＠３２精轧螺纹粗钢筋，　

盯　７５０　ＮＰａ。采用ＹＣＮ锚。预应力管道采用Ｐ．Ｅ．塑　

料波纹管，真空压浆工艺，确保管道内注浆密实。　

２．４．２主塔　

该工程采用双塔单索面结构，两个主塔呈纺　

方案可采用挂篮悬臂施工法施工。　

经技术成熟度、外形美观度、施工可行性，　

以及工程总造价等方面进行综合比较，最终选　

择外形美观、造价适中、技术成熟的矮塔斜拉桥　

方案。　

２．３总体布置　

大蒸港桥为双塔单索面预应力混凝土矮塔斜　

拉桥，桥跨布置为９０　ｍ＋１６５　ｍ＋９０　ｍ，全桥长３４５　ｍ，　

采用三跨连续形式。由于主墩较矮，墩梁固结将造　

成下部结构设计困难，因此设计成墩梁分离。一个　

主墩设置纵向固定支座，另一主墩设置纵向滑动　

支座。边墩处设置纵向活动支座。梁与墩顶之间设　

有横向限位构造。　

２．４上部结构设计　

２．４．１主梁　

主梁采用整体箱梁组成，单箱多室结构，变高度　

大挑臂单箱截面，箱梁顶宽３４．７６　ｍ，底宽２１．７０　ｍ；根　

部高６．０　ｍ，高跨比１／２６．６７；跨中高３　ｍ，高跨比　

１／５３．３３；梁底呈二次抛物线变化；两侧翼板悬臂长　

度４．０　ｍ，根部高度０．５５　ｍ；箱梁顶板厚０．２５　ｍ、腹　

板厚０．３　０．６　ｍ、底板厚由根部０．９　ｍ变化至跨中　

０．３　ｍ；箱梁在墩顶和跨中及拉索处设置横隔板；　

箱梁在墩顶０＃段设厚度为２　ｍ横隔板，主塔下对　

应的部分局部加厚Ｎ５　ｍ。在边跨箱梁端部设１．５　ｍ　

厚端横梁。主梁横断面见图２所示。　

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图２主梁墩顶横断面图（单位：ｍｍ）　

锤型钢结构。主塔塔高２５　ｍ，顺桥向塔顶和塔底均　

宽６　ｍ，中间收至４．５　ｍ，呈纺锤形；横桥向塔宽２　ｍ　

（见图３所示）。塔柱截面为八边形，内设井字形加　

劲。顺桥向两侧设钢锚箱，分离固定式布置，斜拉　

索锚固于塔内两侧的钢锚箱上，中间预留检修通　

道，周围浇筑微膨胀混凝土。由于该桥位于半径　

Ｒ＝３　０００　ｍ的曲线段，斜拉索对于主梁有径向分　

力，为了消除恒载下斜拉索径向分力产生的主塔　

横桥向弯矩，主塔在横向呈斜向布置，向外侧倾斜　

４。，塔顶向平面凸向偏９７１　ｍｍ。　

图３主塔横断面图（单位：ｍｍ）　

２．４．３斜拉索　

采用单索面斜拉索，扇形索面布置形式，每个　

塔两侧各６对索，全桥共２４根。梁上的标准索距为　

８　ｍ，塔上标准索距为１．５　ｍ，倾角为１８．３。～３１．３。，　

经计算，每根斜拉索受力达１１　０００　ｋＮ，采用３４９一　

７　ｍｍ高强平行钢丝（１　６７０　ＭＰａ），两端采用冷铸　

锚，索外包挤彩色ＰＥ防护套，并采用双螺旋线，两　

端设内置式减震器。　

４８　桥梁结构　城市道桥与防洪　２０１０年４月第４期　

２．４．４锚箱　

根据总体布置以及采用的结构形式，斜拉索　

在钢主塔内直接锚固在钢锚箱上，索力通过锚垫　

板传至锚箱腹板，再传至主塔内两道纵向加劲腹　

板，传至塔壁。　

主梁采用混凝土结构，故采用预埋钢套筒于　

锚固端，斜拉索锚固于混凝土锚固端，直接传力至　

主梁。　

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２：４．５其它　

２．４．５．１支座　

由于主梁宽度大，主墩横向设置三个支座，其　

＝　＝＝＝＝

中墩立面　

１：２ｏ０　

中对应主塔下采用一个１０ＭＮ支座，左右两个采用　

５ＭＮ支座　其中一－一个主墩上三个为固定支座，另一　

个主墩上三个为纵向滑动支座。目前国内已有　

４０５　

４４０ｏ　

１　１　

ｌ５ＭＮ支座生产并使用。　

边墩上各设３只Ｑｚ￣５０ｏｏｚｘ支座　

２，４．５．２伸缩缝　

２．５下部结构设计　

２．５．１主墩设计　

．　

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在边跨梁端各设两道３００　ｍｍ伸缩缝。　

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上　山　＿Ｌ　＿Ｌ　ｊ＿　＿【Ｊ　－Ｌ　ｊ＿　

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主墩较矮，采用矩形实心墩，横桥向尺寸为　

２１．７　ｍ，顺桥向尺寸为４．４　ｍ。墩柱采用Ｃ４０混凝土。　

主墩基础采用４８根　９００钢管桩桩，持力层为　

中墩侧面　

１：２ｏｏ　

灰色粉砂，桩底标高一６５．５　ｍ—一７０．５　ｍ，单桩容许　

承载力６ＭＮ（见图４所示）。　

主墩承台为钢筋混凝土结构，顺桥向尺寸　

ｌ５．５　ｍ，横桥向尺寸２３．６　ｍ，厚度３．０　ｍ，承台底标　

高一１．２　ｍ。墩座高３．５　ｍ，为钢筋混凝土结构。承台　

采用Ｃ３０混凝土。承台混凝土属大体积混凝土，施　

工时可采取预埋冷却管等散热措施确保浇筑混凝　

土的质量。　

２．５．２边墩设计　

边墩采用三柱式，柱间用系梁连接，引桥通过　

牛腿支撑在主梁端横梁上。立柱尺寸为２．４　ｍ　ｘ　

２．４　ｍ，柱中心距为１１．０　ｍ。墩柱采用Ｃ４０混凝土。　

边墩基础采用２０根６００ＰＨＣ管桩。桩基持力　

＝＝＝＝＝＝：

承台平面　

ｌ　２ｏ０　

图４主墩基础示意图（单位：ｍｍ　Ｊ　

层为灰色粉质粘土　粉砂互层，桩长５　１　ｍ左右。承台　

采用矩形，顺桥向尺寸４．８　ｍ，横桥向尺寸２５．６　ｍ，厚　

２．０　ｍ，底标高一１．０　ｍ，为钢筋混凝土结构，采用　

Ｃ３０混凝土。　

置，加工单位需采用全传仪等精确测量工具，结合　

３主桥施工概述　

３．１主塔施工　

主塔为钢结构弯塔，钢结构加工厂内制作。根　

事先计算确定的张拉预应力束预拱度、焊接预拱度　

以及自重产生的预拱度等数据，在工程内加工预　

知，确保精度。现场吊装时，每一节均精确控制标　

高，每个节段需精确测量平面内八点坐标及标高，控　

制焊接变形，使主塔的施工达到设计要求的精度。　

３．２主梁施工　

主梁采用挂篮悬臂浇筑施工，分节段施工。挂　

据施工吊装能力，整个主塔采用四节预制、吊装。为　

确保安置实施精度，特别是塔内锚固点的精确位　

篮采用整体式菱形挂篮，设置６片主桁，中间预留　

出避开斜拉索横向偏位的空间位置，便于穿索和　

２０１０年４月第４期　城市道桥与防洪　桥梁结构　４９　

挂篮走行。整个主跨部分分２０个节段，进行悬臂浇　

４．２平弯主梁挂篮及施工控制的研究　

筑。每个节段采用全断面一次浇筑混凝土成形，两　

侧平衡浇筑，施工节段最大重量约４　３００　ｋＮ。整个　

主梁先边跨合拢再中跨合拢，最终形成连续体系。　

该工程主梁处于半径为３　０００　ｍ的缓和曲线　

上，主塔横向弯曲，桥宽３４　ｍ，单索面矮塔空间斜　

拉索布置对挂篮行走影响较大。如何结合施工步　

序选择合适、轻便、安全的挂篮，是该工程施工的　

个关键点。　

平曲线悬浇矮塔斜拉桥施工控制，需考虑首　

先用规范的参数计算结构的响应，然后和实际测　

量的结果进行比较，根据得到的差异修正参数，使　

其和实际结构的结果相吻合。施工监控应根据水　

上不利的环境、气候条件及该桥特殊的结构形式　

提出合理的监控方案，确保工程施工精度，是该工　

程施工的又一个关键点。　’　

４．３矮塔斜拉桥主塔水中墩防船撞系统关键技术　

根据总体设计布置，水中柱墩设置主通航孔　

两侧，柱墩承台为直径２０．９　ｍ的圆形承台，承台边　

与航道边线之间最小间距仅０．５　ｍ，该桥通航标准　

为单孔双向通航，通航孔净宽１０５　ｍ，净高７　ｍ，船　

舶通航频率较高。对此，依据通航船舶型号、流量　

预测分析结果，结合航道条件等防撞参数进行船　

撞力计算，对主塔基础承台进行验算，合理布置防　

撞设施，满足防撞要求，是又一个关键技术。　

一

４设计、施工关键技术　

大蒸港桥是目前上海唯一一座横向弯塔矮塔斜　

拉桥，主桥平面位于半径３　０００　ｍ的缓和曲线上，使　

整座桥具有弯塔、弯梁、空间单索面斜拉桥的特点，　

因此有必要针对该类型桥梁的关键技术进行研究。　

４．１钢结构主塔的设计、制作和施工研究　

该桥为平衡主线平曲线箱梁造成的横向水平　

力，考验通过主塔自身结构抵抗其水平反力，因　

此，采用横向弯塔结构形式。主塔的设计充分考虑　

了桥梁横向布置及塔内斜拉索布置空间的要求，　

采用整体钢塔结构设计，全焊接连接杆件。全焊接　

结构具有技术先进、整体性好、外观简洁、防腐简　

单等优势，钢结构主塔布置简单，可充分利用空　

间，减少对桥梁横向位置的占用，有利于弯塔的施　

工。根据该桥弯塔结构的特点，主要研究内容有：　

空间斜拉索锚固区钢板性能的分析研究；主塔纵、　

横、扭受力性能、塔内构造布置、钢塔锚固区受力　

性能分析及构造布置。　

该工程主塔分五段加工及吊装，全断面焊接。　

在制作厂需充分考虑主塔钢梁的三向预拱值、焊接　

变形及对空间锚固区的定位放样。现场吊装定位和　

全断面对接焊接技术是确保杆件的几何制作精度　

和焊接组装精度的保证，也是确保施工质量、体现　

设计意图的关键，是钢塔制作和施工的技术难点。　

５结语　

Ａ１５高速公路大蒸港矮塔斜拉桥于２００８年５月　

开工，于２００９年ｌ２月建成通车。该桥采用主跨１６９　

ｍ的弯塔单索面矮塔斜拉桥，是目前国内首座横　

向弯塔平曲线塔斜拉桥，它为繁荣的桥梁形式增　

添了一种新的结构形式。　

苏州２５０亿打造西部生态城　

苏州西部生态城建设指挥部近日在高新区隆重揭牌。作为城乡一体化发展综合配套　

改革的先导区，苏州西部生态城规划面积４２　ｋｍ　，总投资将超过２５０亿元，是全市城乡一　

体化发展综合配套改革的重点工程。不久的将来，一座集旅游休闲、健康健身、文化创意、　

民间工艺及高品质居住、办公于一体的低碳生态型山水新城，将在太湖之滨崛起。　

苏州西部生态城位于高新区２３０省道以西，首期启动建设姚岗山以西９　ｋｍｚ。按照“生　

态保护优先、绿色交通优先、公益设施优先”，以及“创新社区组织、创新能源利用、创造活　

力空间”的原则，苏州西部生态城将以太湖湿地公园为“绿心”，生态廊道为“绿链”，滨湖景　

观带为“绿环”，大力发展绿色低碳经济，优化城市功能空间布局，全面提升生态宜居水平，　

努力建设成为集旅游休闲、健康健身、文化创意、民间工艺及高品质居住、办公于一体的低　

碳生态山水新城。