番禺大橋-一橋飛架創奇跡

1998年9月3日，番禺大橋試通車，人們在歡慶廣州及珠三角又增一個南出口，365JT交通愈發便利之時，對這座從洛溪大橋下游約3.6公里處跨越珠江，連接廣州到番禺、中山、珠海、深圳的超寬特大型斜拉橋的365JT設計水平及特色尤為注意，它以獨特的風貌展現在世人面前，似巨龍橫臥珠江，連接穗港，其設計達到國際國內先進水平，斜拉橋橋面寬度達到37.7米，列國內同類型橋第一位，列世界同類型橋第二位，列世界200米跨徑以上同類型橋第一位?？芍^“一橋飛架創奇跡”。


番禺大橋作為廣東省重點公路工程，是廣東省公路勘察365JT規劃設計院承接設計的重點項目，主要設計人員為梁立農、馬春生等。設計分三個階段：從1993年8月至1994年5月為工程可行性研究階段；1994年6月至1994年10月為初步設計階段；1995年1月至1996年10月為365JT施工圖設計階段。

　　番禺大橋的設計條件：主橋跨越珠江處、江面寬約460m，流速在0.9m/s～1.0m/s之間，平均潮差約2.32m，通航水位時平均水深9.1m，橋址區1/100頻率20m高處設計基本風速為44.6m/s，該區最高氣溫：38.7℃；最低氣溫-0.4℃；年平均氣溫21.8℃，年平均相對濕度78％～83％。

　　主要365JT技術標準：主線線型標準：平原微丘一級公路；設計車速100km/h；設計荷載：汽車-超20級，掛車-120；橋面寬度：主橋37.7m、引橋2×18.5m，雙向8車道；通航標準：凈寬180m，凈高34m；防撞標準：主航道按7千噸船考慮；地震基本裂度：7度。

　　總體設計：主線從番禺迎賓路開始往北依次跨越三支香水道及珠江，北上直通華南快速干道，在起點和沙溪迎賓大道處各修建互通立交一座。主橋161m+380m+161m三跨連續雙塔空間雙索面漂浮體系超寬斜拉橋，在兩個邊跨內各設輔墩一個，將邊跨分為70m+91m，以提高整橋的剛度，改善結構受力性能，在主墩和邊墩及輔墩的縱橫兩個方向均設置帶緩沖橡膠的限位擋塊，主橋長702m。

　　引橋有變高度連續箱梁橋，部分預應力等高度曲線連續箱梁橋，部分預應力連續板梁橋，部分預應力簡支T梁橋，及連續剛構-連續梁組合橋，路線總長4.875公里，其中橋長3458.2m。

　　主橋結構設計：
　　主墩基礎：每個主墩采用18根3.0m鉆孔灌注樁基礎，按嵌巖樁設計，承臺厚度5.5m，分三層澆筑，每層厚1.5m-2.0m，江中主墩在承臺頂部設置了3m寬外懸防撞托盤。

　　主塔：主塔采用鉆石型鋼筋混凝土框架結構，塔高140.3m，下塔柱斜度1：3.84，中塔柱斜度1：3，塔柱為空心薄壁斷面，下塔柱橫向尺寸4m-5m，縱向尺寸7m-9m，臂厚1m；中塔柱為等截面，橫向尺寸4m，縱向7m，臂厚0.8-1m，橫梁高7m，寬度6.5m，臂厚0.8m，橫梁內布置了預應力，塔冠外型尺寸7×7m，臂厚0.7m-1.5m，為單箱雙室截面，拉索錨固區布置了水平環向預應力，下塔柱施工時設置了三道預應力拉桿以平衡外傾力，中塔柱施工時設置七道預應力撐桿以平衡內傾力。

　　主梁：主梁采用邊主梁開口斷面，為部分預應力混凝土結構，梁高2.2m，梁寬37.7m，邊肋底由跨中2m變至塔中心處2.6m，橋面板28cm，橫梁6m設置一道，厚度34cm主梁除29m長0＃塊及邊跨尾段16.5m實心塊采用支架現澆外，其余均采用牽掛籃懸澆施工。

　　斜拉索：斜拉索按空間雙索面布置，全橋共244根拉索，塔上標準索距為1.3m，梁上標準索距6m，拉索采用Φ7鍍鋅高強鋼絲，鋼絲數在121至367之間變化，外面熱擠兩層PE防護材料，里黑外白，主梁的斜拉索錨箱布置成內凹式鋼槽口、以提供與牽索掛籃的聯接途徑，斜拉索在塔和主梁的出口處均設置了高阻尼橡膠減震器。


　　輔墩及邊墩：輔墩及邊墩采用空心薄壁斷面、外形尺寸3m×3.5m，輔墩與主梁間設豎向拉索，構成拉壓支座。

　　主橋結構分析與施工控制：結構分析進行了平面及空間靜力分析、施工分析、穩定分析、局部應力分析以及動力分析，施工控制采用對索力、標高、內力三控制的原則進行綜合控制，施工中對每一根斜拉索張拉一次（同一施工階段的調整視為一次張拉）、合攏后根據檢測結果對少數索微調一次。


　　番禺大橋設計特點：除斜拉橋橋面寬度達到37.7m，列國內同類型橋第一位，列世界同類型橋第二位，列世界200m跨徑以上同類型橋第一位外，番禺大橋解決了超寬邊主梁空間雙索面斜拉橋的一系列設計計算理論問題，如邊肋在施工及使用中的扭轉函數問題，薄橫隔梁在壓、彎、扭、剪狀態下的穩定問題，T梁超寬翼緣的剪力滯、軸力滯問題，主梁大體積尾段的體系轉換問題，并對主梁七個斷面進行施工應力跟蹤測試。

　　1：3.84的大斜度下塔柱及1：3的大斜度中塔柱在目前斜拉橋塔柱中是斜度最大的，它有利于減少基礎寬度，減少塔的工程數量，使塔和空間曲面拉這索更富有空間層次感、立體感，但也增大了設計的難度，他們確定了塔柱合理的設計內力和施工方案、分析和計算出拉桿和撐桿的位置及預拉力和預頂力的大小，并進行了有關節點的有限元分析，對主塔四個斷面進行了施工應力跟蹤測試，從而解決了大斜度塔柱的設計和施工控制問題。

　　在國內大跨度超寬邊主梁上第一次采用空間雙索面懸掛體系，大大地提高了其截面的抗扭剛度，提高了邊主梁斷面在強風地區的抗風性能。

　　在超寬斜拉橋上采用邊主梁斷面，使主要的受壓面積和質量集中于受斜拉索彈性支承的兩個邊肋，既有利于承受斜拉索的水平分力、又大大地減輕了橫梁的恒載，節約了造價，同時邊主梁斷面采用索掛籃對施工是極為有利的。

　　在塔冠斜拉索錨固區段首次采用大噸位壞形預應力群錨體系并通過了試驗，它有利于預應力的布置和簡化施工。

　　廣泛采用部分預應力技術，既節約了材料，又提高了結構延性，有利于抗震和節約造價。

　　采用平面和空間程序進行了施工分析，在施工中對斜拉索采用一次張拉技術和伸長量進行調索及用高差模來減小溫度的影響等方法來進行施工控制，取得了成功，目前已經完成的斜拉橋平滑，沒有出現控制問題。

　　采用計算機輔助設計技術，編制了大量的自動設計程序，提高了復雜的空間雙索面斜拉橋設計準確和效率，優化了結構設計，主梁取得了良好的經濟效果。

　　在貫徹技術先進、經濟合理的前提下，努力探索橋梁美術和環境的和諧統一設計，努力爭取番禺大橋線形簡潔、順暢，布局合理，體量及比例均衡，造型新穎且富有變化而生動。