1、概況
武漢市晴川橋又稱江漢三橋，位于漢江與長(zhǎng)江交匯處，連接漢口和漢陽(yáng)，該工程包括主橋、漢口岸副橋、沿河大道上下匝道橋、漢陽(yáng)岸副橋、引橋工程，主橋?yàn)閮艨?80m的下承式鋼管混凝土系桿拱橋（圖1）。
圖1 武漢市晴川橋全景
橋址處最大流量約11000m3/s，漢江汛期受長(zhǎng)江頂托，流速較低，長(zhǎng)江退水時(shí)最大流速可達(dá)4m/s以上，橋址處最高洪水位27.73m，施工水位21.0m,兩岸第四系覆蓋層厚43～50m，依次為人工填土、亞粘土、亞砂土、粉細(xì)中砂（混礫卵石），基巖為含粉砂泥巖，強(qiáng)、弱風(fēng)化互層，天然含水量時(shí)單軸極限抗壓強(qiáng)度平均12.35MPa。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
?。?）、設(shè)計(jì)車速：主線40km/h，匝道25km/h。
?。?）、橋面寬度：主橋標(biāo)準(zhǔn)寬度20m，其中雙向四車道凈寬15m，人行道2×2m（凈寬），
圖2 主橋橋型布置圖（單位：cm）
?。?）、設(shè)計(jì)荷載：汽車—20級(jí)，掛車—100，人群3.5kN/m2。
?。?）、設(shè)計(jì)地震烈度：基本烈度6度，按7度設(shè)防。
（5）、通航標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)河三級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，通航凈寬不小于150m，通航凈高不小于10m。
圖3 拱桁斷面（單位：mm）
2、主橋結(jié)構(gòu)
主橋橋型布置見圖2。凈跨280m，矢跨比1/5，拱軸線為懸鏈線m=1.543，主橋全長(zhǎng)302.926m。
?。?）拱桁
主拱桁架為等高度，全高5.50m，單桁寬2.40m，由四根φ1000×12mm的弦管加綴板組成上、下弦桿，弦桿內(nèi)澆注C50無(wú)收縮混凝土，腹桿一般為φ400×10mm，拱桁截面見圖3。橫撐共11道，除拱頂橫撐為矩形外，其余10道均為K撐，橫撐平面布置見圖4。
拱腳段采用混凝土拱肋，以抵抗車輛的意外撞擊，其高度為按4.5m。
圖4 橫撐平面布置圖（單位：m）
拱桁結(jié)構(gòu)受力，以彈性理論、應(yīng)力疊加法計(jì)算。
?。?）拱座與基礎(chǔ)
兩岸主墩都將拱座與承臺(tái)合并，選用8根Φ2.4m的基樁。全橋16根主墩基樁全都嵌入巖層，依巖性漢陽(yáng)岸嵌入5.6~11.2m，漢口岸嵌入18.5~24.6m，兩岸樁長(zhǎng)51.5~66m。
基樁與墩柱（C25、C30混凝土）直徑相等。每個(gè)主墩設(shè)兩個(gè)分離式拱座（C40混凝土），其間以三根小橫梁聯(lián)結(jié)。每個(gè)主墩上設(shè)有四個(gè)限位支座。主墩構(gòu)造見圖4。
?。?）系桿與吊桿
系桿是承受拱推力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，錨固于拱座尾端。全橋系桿共40束，其中36束為19股ф15.24鋼絞線，4束為13股ф15.24鋼絞線，極限強(qiáng)度1860Mpa。
每束系桿采用防銹油脂與外包PE（6mm）防護(hù)，錨具選用OVM體外索錨具，設(shè)有防松裝置。
每根吊桿為61φ7鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，極限強(qiáng)度Rby=1670MPa，冷鑄鐓頭錨具。吊桿下鋼管與吊桿間，設(shè)有熱塑管密封，并“打傘”防水。
（4）橋面結(jié)構(gòu)
橫梁為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，C50混凝土，簡(jiǎn)支帶懸臂，吊桿橫距19m。橫梁高1.68~1.79m，配以4束6Φ15.24鋼絞線。
橋面縱梁（C40混凝土）跨徑5m，縱梁與橫梁間以現(xiàn)澆無(wú)收縮混凝土形成固結(jié)?？v梁全高0.5m，預(yù)制高度0.42m，與0.08m現(xiàn)澆橋面形成組合截面。
圖5 拱座與基礎(chǔ)（單位：cm）
?。?）拱桁吊裝
圖6 新型夾板螺栓式接頭
鋼管桁架分11段預(yù)制、吊裝（全橋22段），最大吊重＜600KN，長(zhǎng)度約25~30m，考慮到280m的大跨與吊裝的穩(wěn)定安全，吊裝階段在拱腳設(shè)置每管一個(gè)簡(jiǎn)支鉸，形成吊裝階段縱、橫向都是雙鉸的結(jié)構(gòu)。階段之間采用法蘭接頭。合龍段兩端選用一種新型夾板螺栓式接頭，見圖6，可調(diào)整長(zhǎng)度誤差7.5cm。合龍后加焊外包鋼板。
鑒于城區(qū)的拆遷困難，又有高壓線的影響，纜索吊機(jī)很難尋到合適的主塔與后錨位置，采用h型雙腿塔架、主扣塔合一的吊裝方案，見圖7。
圖7 纜索吊機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造
3、主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?。?）主墩拱座與承臺(tái)合一的結(jié)構(gòu)，每個(gè)主墩僅有8根φ2.4m的基礎(chǔ)。
（2）首創(chuàng)鋼管拱夾板式合攏段的構(gòu)造設(shè)計(jì)。
?。?）在國(guó)內(nèi)首次采用滾珠軸承支承系桿，為系桿張拉、變形及更換創(chuàng)造了必不可少的條件。
?。?）纜索吊裝施工的塔架與扣塔合二為一，節(jié)省了施工用料和場(chǎng)地。
?。?）系桿受力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：2003年更換系桿后，有34根系桿由19股改為22股，降低了應(yīng)力水平從而提高了安全系數(shù)，并且每根系桿均設(shè)置了光纖光柵測(cè)力裝置，與橋址區(qū)氣溫及拱座位移測(cè)量組成了一套遠(yuǎn)程適時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
（6）鋼管熱彎：制作單位通過(guò)新研制的W27Y-1000-T型中頻彎管機(jī)進(jìn)行熱彎，這種彎管加熱方法對(duì)管材加熱能做到加熱溫度均勻，其構(gòu)造與工作示意見圖8。
圖8 W27Y-1000-T中頻彎管機(jī)示意
4、有關(guān)資料
橋名：武漢市晴川橋
橋型：下承式鋼管混凝土系桿拱橋
跨徑：280m（1/5）
設(shè)計(jì)單位：中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
施工單位：中鐵大橋局集團(tuán)有限公司
混凝土用量（主橋）：14045m3
鋼材用量（主橋）：3100t
造價(jià)（主橋）：7543萬(wàn)元
建成日期：2000年12月
