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摘要：下承式简支钢桁架桥具有跨越能力强、自重轻、结构建筑高度小、施工速度快、结构耐久，安全性好等特点。文中以宁启高速公路大桥主桥为例，对该类型桥梁的结构设计特点及浮运拖拉施工方案进行了介绍，希望能够对今后同类型的桥梁设计和施工方法提供有利参考。

关键词：简支钢桁梁;带竖杆的华伦式三角形腹杆体系;焊接整体节点;拖拉施工

1  工程概述

通海港区-通州湾港区疏港航道是《长江三角洲地区高等级航道网规划》及《江苏省干线航道网规划（2017-2035年）》干线航道网的重要组成部分，航道规划等级Ⅲ级，新江海河为疏港航道的重要组成部分。新江海河临近南通市区，沿线穿过金新街道、川姜镇、三星镇、张芝山镇、苏通科技产业园等工业重镇和经济园区，起点为通吕运河口，终点为新江海河闸，连接南通港通海港区，全长约28.6公里。

原宁启高速公路大桥位于G40沪陕高速公路新江海河处，建成于2003年，主桥为（36+60+36）m预应力砼变截面连续箱梁，引桥为30m预应力砼连续箱梁，桥跨布置为8x30m+（36+60+36）+3x30m，桥梁全长469.82m，桥宽28m。原宁启高速公路大桥现状通航净空为50x5m，由于老桥已不能满足三级航道通航净空要求，故需对老桥拆除重建。

改建桥梁主桥采用一跨过河， 主桥上部结构采用90m（正距）简支钢桁梁，平分中矢弯桥直做，主桥下部结构采用实体薄壁墩、承台、钻孔灌注桩基础。引桥上部结构分别采用30m、22.45m和19.55m预应力砼连续箱梁，老桥上部结构及桥墩盖梁不利用;引桥下部采用盖梁柱式墩，其中1#～13#桥墩利用老桥桥墩下部墩柱及桩基，接高墩柱后新建盖梁，主桥效果图见图1：

2  设计构思

（1）本项目桥梁位于城镇和村庄附近，对景观要求不是很高，不适合采用开启桥和斜拉桥，故不推荐;本项目航道靠近长江及东海，根据以往南通项目经验，桥位处地基条件一般，不适合采用对地基要求较高的中承式系杆拱桥，故不推荐。

（2）经现场踏勘发现本项目桥梁不存在受两侧平交口位置制约而必须落地的情况，故不推荐双层桥面桥。

（3）变截面连续梁桥受力明确、外形简洁、美观大方，施工工艺成熟，行车舒适，视野开阔，养护简便，造价经济，但建筑高度较大，会增加桥梁规模，故不推荐。

（4）钢桁架桥建筑结构较低，有利于桥梁纵断面落地从而缩减桥梁规模，且景观效果较好，造价较经济;经多方面比选，本桥主桥上部结构最终推荐采用钢桁架桥，也是最经济的方案，推荐采用。

该方案成立，需要注意以下几个方面：

①引桥下部结构采用盖梁柱式墩，其中1#～13#桥墩利用老桥桥墩下部墩柱及桩基，接高墩柱后新建盖梁，14#墩为老桥桥台改桥墩，因承载力不足，中间补1根桩，新建盖梁;15#～17#桥墩新建，0#台利用老桥桥台下部，18#台新建，采用桩柱式桥台，钻孔灌注桩基础。

②本桥平面位于R=3500m左偏圆曲线上，主桥上部结构采用90m（正距））简支钢桁梁，平分中矢弯桥直做。

3  结构设计

3.1  总体布置

主桥上部结构采用90m下承式简支钢桁架桥，计算跨径88.8m。主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，主桁高度11.0m，节点间距长度7.4m，设两片主桁中心间距为15.1m。主桥钢桁架立面布置见图2：

3.2  主桁

主桁上、下弦杆均采用箱形截面，截面高度均为860mm，截面内宽700mm，最大板厚32mm，工厂焊接;主桁节点采用焊接整体节点，上下弦杆在工地通过高强螺栓在节点外拼接。端部斜杆采用箱型截面，外宽为700，高度为800mm;其余斜腹杆均采用焊接H形截面，翼缘宽度为600～800mm，截面高度700mm，最小板厚20mm，最大板厚32mm;竖杆采用焊接H形截面，截面高度700mm， 翼缘宽度为500mm，最小板厚12mm，最大板厚20mm。

上、下平面纵向联结系均采用X形式，与弦杆在节点处连接，以抵抗横向风荷载、竖向荷载以及弦杆变形等所产生的内力。在桁梁两端部斜杆所在的斜平面设置桥门架，上弦节点每2个节点处设置一道横向联结系。

主桁材质均采用Q345qD。

3.3  桥面系

桥面系由横梁+小纵梁+桥面板组合而成。中横梁采用工字形截面，截面高度为1102～1359.2mm，随单向2%的横坡变化，与主桁在节点上通过顶板焊接，底板及腹板高强螺栓进行连接。中横梁顶板厚度取28mm，宽度500mm，底板厚度取32mm，宽度取700mm，腹板厚取24mm。端横梁采用箱形截面，截面高度为1102～1359.2mm，随单向2%的横坡变化。端横梁与主桁下弦端节点通过顶板、底板焊接，腹板高强螺栓进行连接。端横梁顶板厚取28mm，顶板宽取1100mm，底板厚取32mm，底板宽取760mm，腹板厚取24mm。桥梁横向设置7片工字形截面小纵梁，纵梁间距为2m，小纵梁与横梁之间采用腹板高强螺栓连接，顶板、底板不连接。

混凝土桥面板分为预制部分和现浇部分，厚度为20～25cm变厚，桥面板在横梁及小纵梁顶板处厚度为25cm，跨中部分厚度为20cm，其间均以梗肋过度。预制部分采用C50混凝土，现浇部分采用C50补偿收缩混凝土。为了防止现浇混凝土浆外溢及水浸入锈蚀钢梁，预制板在钢梁支撑处设置厚度5mm的橡胶垫片。混凝土桥面板按照普通钢筋混凝土构件设计。桥面板与纵横梁间用剪力钉联接。桥面铺装采用10cm沥青混凝土。

3.4  下部结构

本桥主桥过渡墩采用L形盖梁，半幅采用2个3.5m×2m实体墩，墩柱顶部2.5m高范围横桥向尺寸由3.5m加宽至7m，每个墩柱下设6.25m×6.25m×2.5m承台，承台间设置2m宽系梁使承台连为整体，每个承台下接4根1.5m的圆形钻孔灌注桩。主桥下部侧立面如图3：

4  主要施工方法

拆除路线前进方向左侧老桥，建造新桥桥墩。同时在一侧岸边搭设支架，在支架上拼装钢桁梁主桁、上下平联、横梁、桥门架及横联。

桁梁采用一侧搁置在浮船上，另一侧在临时支架上搭设小车轨道拖拉过河施工。路线前进方向左幅桥梁纵桥向浮拖拉运过河就位，路线前进方向右幅桥梁纵向拖拉就位。钢梁拖拉时的重量仅包括主梁桁梁重（不含混凝土桥面板、桥面铺装、护栏等重量） 及梁上必要的人员机具重。采用拖拉架设时，滑道的支点不得安置在箱形杆件的中心部位。

桥梁纵桥向拖拉施工应连续进行，应选择在风力不大于5级、水位稳定、波浪较小的时间进行拖拉施工。主梁平移到位后落梁。落梁的办法可用8个千斤顶各支承在梁端部下弦杆顶梁处，起顶主梁，将枕木垛逐层拆除，钢梁逐层下降，在落梁时随时调整以使得主梁与固定支座位置吻合。

为了减少横梁在面外的受力，钢桁架在支架上安装时，应最后安装小纵梁，且预留跨中处的小纵梁不安装。预制桥面板从两侧向跨中安装，最后再安装中跨小纵梁且一端采用高强 螺栓终拧，另一端仅用普通螺栓连接;待桥面二期施工完成后再将普通螺栓替换为高强螺栓并完成终拧。

桥面工程施工，主桥通车。

5  结构受力分析

采用midas Civil程序建立空间杆系模型进行计算，主桁、上下平联、横纵梁等均采用梁单元。成桥运营计算包括恒载、汽车活载、风荷载、温度等工况，按规范进行最不利荷载组合。成桥状态计算模型见图4;主桁杆件验算结果见表2。

根据计算结果，主梁桁架上下弦杆、腹杆、竖杆等各杆件强度、稳定性均能满足《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）要求。各部件的强度、裂缝、承载力均能满足规范要求。活载的竖向扰度3.3cm，小于L/500=22cm的规范限值。

6  结论

（1） 下承式简支钢桁架桥具有跨越能力强、自重轻、结构建筑高度小、施工速度快、结构耐久，安全性好等特点。宁启高速公路桥跨越河流为规划Ⅲ级通航河流，下承式钢桁架能够满足本桥主跨跨度大、建筑结构高度小、工期短的要求。

（2）在钢桁梁桥的设计中，除了应重视主体结构的设计，更应该注重节点连接、桥面系以及支座等细部构造的设计。

参考文献

[1]苏交科集团股份有限公司. 通海港区-通州湾港区疏港航道整治工程初步设计，2021.

[2]苏交科集团股份有限公司. 苏交科集团股份有限公司. 通海港区-通州湾港区疏港航道整治工程施工图设计，2021.

[3]赵廷衡.桥梁钢结构细节设计.成都：西南交通大学出版社，2011.

[4] 曹明旭.一座公路下承式钢桁梁桥的结构设计[J].世界桥梁，2008（1）：11-13.

[5] 续宗保.88m简支钢-混凝土组合桁架梁桥设计[J].铁道建筑技术，2015（4）：19-22.

[6] 岳丽娜，陈思甜.钢桁梁桥施工架设方法研究综述[J].公路交通技术，2006（3）：86-89.