1.概況
益陽茅草街大橋是湖南省省道S204線跨越洞庭湖區(qū)淞澧洪道、藕池河西支、南茅運(yùn)河及沱江的一座特大型公路橋梁，大橋全長(zhǎng)為2848.64m 。
圖1 湖南益陽茅草街大橋
主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——
主橋主孔橋?qū)挘?6m（2×0.5m防撞護(hù)欄+凈15m）
設(shè)計(jì)車輛荷載：汽車--20級(jí)，掛車--100
人 群：3.5kN/m2
通 航 等 級(jí)：Ⅳ-(1)級(jí)，通航凈空8m ×60m
地 震 參 數(shù)：地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。
2．主橋結(jié)構(gòu)
2.1總體設(shè)計(jì)
跨淞澧洪道主橋設(shè)計(jì)為80m+368m+80m三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土拱橋，邊跨、主跨拱腳均固結(jié)于拱座，兩邊跨曲梁之間設(shè)置鋼鉸線系桿。由主拱拱肋所產(chǎn)生的水平推力由兩邊跨之間系桿承擔(dān)。湖區(qū)修建拱式結(jié)構(gòu)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性好，做到景觀藝術(shù)與經(jīng)濟(jì)的完美融合。
2.2主墩基礎(chǔ)與拱座
主橋5號(hào)、8號(hào)墩是拱橋的邊墩，基礎(chǔ)按鉆孔灌注摩擦樁設(shè)計(jì)，每墩為4根D=220cm樁基。6號(hào)、7號(hào)墩是拱橋的拱座，采用實(shí)體式鋼筋混凝土墩塊，在拱座內(nèi)設(shè)置施工精度較高的預(yù)埋鋼構(gòu)件以便拱肋安裝定位。邊拱拱肋、主拱拱肋最后均與拱座固接。6號(hào)、7號(hào)拱座均采用26根D=250cm樁基。拱座樁基礎(chǔ)施工完后對(duì)樁基地基進(jìn)行了固化處理。
2.3拱肋與橫撐
主拱拱肋采用中承式雙肋懸鏈線無鉸拱，計(jì)算跨徑356.00m，矢跨比1/5，拱軸系數(shù)m=1.543。拱肋為鋼管混凝土桁式結(jié)構(gòu)，截面寬3.20m，在拱腳處高度為8.00m，拱頂處高度為4.00m。每片拱肋由4根Φ1000×20(22、28)mm的鋼管組成，內(nèi)灌C50混凝土作為弦桿。上弦和下弦橫向兩根鋼管之間在拱腳至橋面處用平聯(lián)鋼板，在橋面以上用φ650×10（16）mm平聯(lián)鋼管聯(lián)接，在平聯(lián)板內(nèi)及吊桿處平聯(lián)管內(nèi)灌注C50混凝土。上、下弦之間腹桿為φ550×10（12）mm空鋼管。
兩肋中心距為19.30m，共設(shè)6組“米”字橫撐和6組“K”字橫撐，每道橫撐均為空鋼管桁架，另外在拱肋與橋面交接處，設(shè)置一道肋間橫撐，主拱肋共設(shè)橫撐14道。
邊拱拱肋采用上承式雙肋懸鏈線半拱，計(jì)算跨徑74.00m，矢跨比為1/8.5，拱軸系數(shù)m=1.543。每片拱肋由等寬變高度截面鋼筋混凝土箱梁組成，肋寬3.20m，拱腳處肋高6.00m，拱頂處肋高4.00m，兩肋間設(shè)有一組“K”字和一組“米”字鋼管桁架式橫撐，它們與同邊拱端部固結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土端橫梁一起，組成一個(gè)穩(wěn)定的空間梁系結(jié)構(gòu)，邊拱拱肋與主拱拱肋軸線處于同一直線上，便于傳遞水平力。
主拱拱肋采用無支架纜索斜拉扣掛法吊裝施工，為降低工程造價(jià)，吊塔和扣塔合二為一。
2.4吊桿與系桿
吊桿標(biāo)準(zhǔn)間距為8.0m，采用61φS7鍍鋅高強(qiáng)低松馳鋼絲束，Ryb=1670MPa，PE防護(hù)，采用加裝有位移釋放裝置的OVM-LZM型冷鑄鐓頭錨，分別錨于主拱拱肋的平聯(lián)鋼管頂和鋼橫梁的下翼緣。吊桿考慮換索，換索時(shí)可用專用構(gòu)件作為臨時(shí)吊桿支承鋼橫梁，拆除舊吊桿，再裝上新吊桿。全橋吊桿均在冷鑄錨下錨頭處采用球鉸與拉桿連接。吊桿鋼絲外采用彩色HDPE護(hù)層防護(hù)，要求護(hù)層經(jīng)2×106次循環(huán)脈沖加載試驗(yàn)后無明顯損傷。
主橋采用柔性系桿以平衡拱的絕大部分水平推力，系桿錨于兩邊拱的端橫梁上，每肋共設(shè)12束31φj15.24環(huán)氧噴涂鋼絞線，采用OVMXG.T15-31鋼絞線拉索體系，Ryb=1860MPa，系桿外包雙層PE熱擠塑護(hù)套，同時(shí)設(shè)置系桿保護(hù)箱防止系桿保護(hù)層破壞。為了能快捷施工、方便換索、準(zhǔn)確定位及可靠運(yùn)營(yíng)，在每根橫梁處設(shè)置了帶簡(jiǎn)易滑動(dòng)軸承的系桿支撐架。每束系桿拉索的設(shè)計(jì)索力為4000kN，在全部施工過程中每索只需張拉一次，成橋后再集中調(diào)整一次索力（考慮鋼絞線的應(yīng)力松弛等影響）。為方便換索，每邊各留有一束備用束孔。
2.5橋面系
為減輕橋面系自重，茅草街大橋吊桿橫梁和主拱拱肋上立柱橫梁、邊拱拱肋上橫梁均為鋼-混凝土組合截面梁。橋面板由橋面板鋼縱梁、預(yù)制鋼筋混凝土π型板、現(xiàn)澆8cm厚銑削鋼纖維混凝土及5cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土鋪裝層構(gòu)成。橋面板鋼縱梁采用施工方便、易于維修的焊接工字鋼梁，橫向共設(shè)六組，縱向采用高強(qiáng)度螺栓與鋼橫梁連接，使橋面系形成穩(wěn)固可靠的梁格體系。預(yù)制板通過縱、橫向濕接縫與橋面板鋼縱梁及鋼橫梁連接，濕接縫混凝土采用C40補(bǔ)償收縮混凝土。8cm厚銑削鋼纖維混凝土層計(jì)入受力截面。
為加強(qiáng)對(duì)鋼縱橫梁的防腐檢查，本橋增設(shè)檢查車鋼縱梁軌道。按構(gòu)造要求和經(jīng)濟(jì)性考慮，軌道車鋼縱梁軌道選用熱軋H型鋼HM400×300。
3.主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
益陽市茅草街大橋主橋采用80m+368m+80m三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱橋，其主跨跨度是目前國(guó)內(nèi)同類型橋梁最大跨徑，同時(shí)寬跨比較小，為1/18.5，技術(shù)難度相當(dāng)大。由湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院牽頭、聯(lián)合福州大學(xué)等六家單位組織成立了“鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”交通部西部科技項(xiàng)目聯(lián)合攻關(guān)組。主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)為：
?。?）系統(tǒng)地進(jìn)行了鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)剛度取值問題研究，以行車舒適度為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)鋼管混凝土拱橋的設(shè)計(jì)變形限值和舒適度指標(biāo)提出了建議；
（2）對(duì)鋼管混凝土的收縮徐變性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在長(zhǎng)期（四年）構(gòu)件徐變收縮試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)鋼管混凝土設(shè)計(jì)理論具有指導(dǎo)意義的鋼管混凝土收縮徐變發(fā)展規(guī)律，并編制了徐變分析程序；
（3）將背索直接錨固在邊拱上，將扣塔直接布置在拱座上，節(jié)約了背索地錨和扣塔基礎(chǔ)的費(fèi)用；
?。?）系統(tǒng)地提出了鋼管混凝土用管內(nèi)高性能混凝土的要求，將新拌混凝土的泌水作為控制指標(biāo)，大幅度減小了鋼管混凝土拱頂?shù)拿摽?；同時(shí)，提出了用L型箱的充填性為指標(biāo)優(yōu)化混凝土砂率的方法，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離、大高度的一次泵壓頂升；
?。?）開發(fā)并應(yīng)用了鋼管混凝土拱橋運(yùn)營(yíng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。
4.有關(guān)資料
橋名: 益陽茅草街大橋
橋型: 三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土拱橋
跨徑: 80m+368m+80m
設(shè)計(jì)單位: 湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院
施工單位: 湖南省公路橋梁建設(shè)總公司
武昌造船廠重船公司
鋼材用量: 21042t
混凝土用量：98780m3
造價(jià): 人民幣5億
建成日期: 2006年12月
