1 概況
邳州京杭運河大橋是連云港～徐州高速公路跨越邳州京杭運河上的一座大橋，位于江蘇省邳州市南側，主橋跨越河槽航道及彭河，橋梁全長2577m（圖1）。
圖1 主橋全景
主橋橋位處河槽寬約240m，按水利部門規(guī)劃，將向西拓寬100m，正常水深6.5m，隨著南水北調工程實施，水深有所增加。設計流速2.10 m/s，設計流量5760 m3/s，主槽最大沖刷深度2.14m，覆蓋層約70m，基巖為砂礫巖。橋位地區(qū)屬曖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，具有大陸性氣候特征，多年平均溫度15℃。年平均風速2.8m/s，最大風速為23.4m/s。
主要技術指標
（1）六車道高速公路特大橋
?。?）計算行車速度：120km/h
?。?）橋梁寬度：（不含吊索錨固區(qū)寬度及檢修道寬度）28m
（4）荷載標準
車輛荷載：汽車超20級，掛車120
地震基本烈度 ：8度
?。?）通航凈空：657m。
2 主橋結構
京杭運河大橋主橋長350m，主橋跨徑組合為57.5＋235＋57.5m=350m（圖2），結構體系采用三跨自平衡中承鋼管混凝土“提籃”式系桿拱橋。橋面全寬33m（含檢修道）。
圖2 主橋布置圖（單位：cm）
?。?）主拱肋及橫撐
主拱肋為4-φ850mm鋼管混凝土平行四邊形格構柱，鋼管壁厚14mm，斷面高3.7m，采用Q345－D鋼，管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土，用量為1819m3；主拱肋間共設9道橫撐，其中兩邊為K 型橫撐，每道橫撐為空鋼管構成的桁式梁（圖3）。橫撐鋼管中心距為3m×2.85m，四角鋼管直徑為φ55cm，腹桿鋼管直徑為φ35cm，壁厚均為10mm。主拱肋采用現(xiàn)場拼裝及豎向轉體施工，每片拱肋分七段預制，每段長度約為39m米，重約55 t，主拱用鋼1327t。每段拱肋拼裝完成后，及時安裝相應橫撐?？展艿跹b合龍后，精確測定各控制點標高，使其與設計值相符，豎向轉體后按合龍溫度精確測量拱軸線并合攏，完成兩鉸拱至無鉸拱的過渡。（圖4）。邊拱肋為平行四邊形鋼箱內(nèi)填混凝土，高2.5m。
圖3 主拱肋及橫撐（單位：mm）
圖4 主拱肋豎轉前
?。?）主拱肋轉鉸
主拱轉動鉸采用φ402×2500mm的鑄鋼軸，它與拱肋弦管通過鋼板焊接相連，側向采用限位支座限制拱肋向兩側變位。轉體到位完成拱軸線調整后，焊接拱腳段拱肋弦管，封固拱腳（圖5）。轉軸槽口與拱座預埋件焊接相連，同時與主弦管連為一體（圖6）。
圖5 轉軸構造 （單位：cm）
圖6 轉軸槽口
?。?）系桿
系桿采用熱擠PE平行鋼絞線拉索，以適應平面內(nèi)的彎曲變化。其錨固順序與拱肋吊裝施工加載順序相對應，系桿
拉索需按編號進行張拉錨固。成橋后，系桿連同其保護箱一同隱藏于橋面板的實心板之內(nèi)，成為永久保護。全橋系桿拉索共由32孔25φ15.24mm的預應力鋼絞線組成，全橋總重為310t。系桿錨具均采用OVMXG15 25型錨具（圖7）。
圖7 系桿布置（單位：cm）
?。?）橫梁
主柱用鋼管混凝土，柱頂設豎向和側向支座。
京杭運河大橋吊桿及立柱處橫梁，為預制鋼箱梁，其外形尺寸為1000mm×1500cm，腹板厚為16mm，頂板上焊有剪力釘，使鋼橫梁與混凝土橋面板固接，頂、底板厚度分別均為30mm，隔板厚度為10mm，全橋橫梁鋼板用量2067t，橫梁內(nèi)底板設置預應力筋（圖8）。
圖8 鋼橫梁構造（單位：mm）
?。?）吊桿
京杭運河橋39對吊索，標準索距5m，吊桿采用PE護套鍍鋅高強平行鋼絲束，錨具采用OVMDS（K）可調試冷鑄鐓頭錨，分別將平行鋼絲束錨固于主拱肋的上綴板及橫梁的下緣，并以橫梁的下端作為標高調整端。吊桿直徑為90mm，由163根直徑為5mm鍍鋅平行鋼絲組成，平行鋼絲總量160t（圖9）。
圖9 吊桿構造（單位：mm）
?。?）橋面系
車行道板為預制鋼筋混凝土п形板，全橋共有4種類型的п形板和5種類型的空心板。采用制吊裝并與鋼箱橫梁固結，混凝土用量為3081m3（圖10）。
圖10 橋面系構造（單位：cm）
（7）下部構造
每個拱座設置左、右兩個承臺，承臺厚度為4m，平面尺寸為13.7m×13.7m。承臺頂面設四棱臺拱座，高度為5.5m。左右兩個承臺由斷面為3m ×4.5m的箱型空心系梁相連，箱型斷面腹板厚度為50cm，頂?shù)装搴穸葹?0cm。為了克服拱腳產(chǎn)生的橫向推力，采用橫梁內(nèi)設置預應力鋼束，并且錨于拱座及承臺外側面?；A采用群樁，每個承臺底由9根φ200cm的鉆孔灌注樁組成（圖11）。
圖11 主橋橋墩構造（單位：cm）
?。?）主拱肋豎轉施工
主拱肋豎轉施工采用先進的液壓同步提升系統(tǒng)，首先，在支架上用浮吊在水中拼裝主拱肋及橫撐，用吊機拼裝岸上拱肋，兩側拱肋先后采用液壓同步提升法進行豎向轉體提升（圖12），同時分階段進行拱肋線形監(jiān)測，根據(jù)線形及拱肋應力監(jiān)測情況在合適的溫度下進行臨時合龍，通過合龍段的花籃螺桿進行拱肋軸線和內(nèi)力微調，然后進行合龍段焊接合龍（圖13）。合龍后逐漸釋放扣索，主拱成兩鉸拱狀態(tài)，再進行拱腳的焊接封固成無鉸拱。
圖12 主拱肋豎轉中
然后進行主弦管混凝土的灌注和系桿張拉等工序。從轉體施工的拱軸線控制到管內(nèi)混凝土壓注，而后橫梁及橋面板吊裝到橋面鋪裝，對拱肋線形及橋面標高進行全程控制，拱肋軸線及鋼管與混凝土應力均滿足設計要求，并與設計計算值良好吻合。
圖13 主拱肋合龍狀態(tài)
3 主要技術特點和創(chuàng)新點
（1）京杭運河大橋成功地解決了在軟土地區(qū)采用中承大跨度提籃式鋼管混凝土拱橋的鋼拱肋制造、運輸和安裝、施工過程中運河的通航、空間拱肋的拼裝、主拱肋的轉體施工及控制、微膨脹鋼管拱肋混凝土施工、空間吊索的橫梁吊裝、超長系桿索的吊裝及張拉及施工控制等關鍵技術，使我國大跨度中承鋼管混凝土提籃拱橋的設計和施工技術再上一個新的臺階。
（2）轉體施工中扣索轉向索鞍采用鋼軸輥輪，側向設四氟滑板以減小扣索與索鞍間的摩阻力，大大提高液壓提升的千斤頂張拉效率。
?。?）實時控制網(wǎng)絡技術應用于液壓同步提升系統(tǒng)來實現(xiàn)橋梁的豎轉施工，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性，實現(xiàn)了液壓同步提升系統(tǒng)的遠程控制，為橋梁豎轉施工提供了有力的技術支持。
?。?）高流動微膨脹鋼管混凝土的成功試驗，為鋼管混凝土的壓送及密實提供了可靠保證。
（5）采用超聲波檢測鋼管內(nèi)混凝土的密實度，通過波形、波速定量判斷鋼管內(nèi)混凝土的質量，并在判讀首波后利用聲時計算混凝土與鋼管壁脫開縫隙的寬度。
連～徐高速公路先后曾獲得詹天佑土木工程大獎和全國優(yōu)秀工程設計銀獎，豎轉施工技術先后曾獲得中國公路學會科學技術進步二等獎及廣東省中山市科學技術一等獎。
4 有關資料
橋 名：連～徐高速公路邳州京杭運河大橋
橋 型：中承自平衡鋼管混凝土“提籃”式拱橋
跨 徑：57.5+235+57.5m
橋 址：江蘇省邳州市
設計單位：中交第一公路勘察設計研究院 （The First Highway Survey and Design Institute of China）
施工單位：路橋華南工程有限公司 (Huanan Road-Bridge Engneering Std.)
混凝土用量：27500m3
鋼材用量：6290t
造 價：7800萬元
建成日期：2002年10月
