桥梁建设2020年第50卷第6期(总第268期)
Bridge Construction,Vol.50,No.6#2020(Totally No.268"
文章编号！003—4722(2020)06—0001—07
五峰山长江大桥主桥总体设计
唐贺强，徐恭义，刘汉顺
(中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北武汉430056)
摘要：连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092m公铁两用钢桁梁悬索桥，按4线高速铁路+8车道高速公路设计，主缆跨度为(350+1092+350)m，加劲梁跨度为(84+84+1092 + 84+84)m$加劲梁采用大节段整体设计，由竖向、横向支座与纵向阻尼器支承，立面为华伦桁式，横断面为带副桁的直主桁形式，材质为Q370qE钢。该桥采用双层桥面布置，上、下层桥面均为板桁结合正交异性整体桥面，顶板与U肋之间采用了双面焊全熔透焊接，铁路桥面道芹槽面板采用轧制不锈钢复合钢板。主缆垂跨比1/10，直径1.3m，索股混编，采用钢结构锚固系统；索鞍为铸焊结合式，主索鞍纵向分3块制造$桥塔采用门式框架混凝土结构，塔顶设计为“五峰”造型，基袖采用桩基袖，其中南塔基袖为长短桩设计。北锚碇采用大型沉井基袖，南锚碇采用不等深圆形地连墙基袖。研究表明：大桥结构的静、动力性能满足高速列车行车
的安全性与舒适性要求$关键词：公路铁路两用桥；悬索桥；总体布置；钢桁梁；主缆；锚碇；桥梁设计
中图分类号：U44&25；U442.5文献标志码：A
Overall Design of Main Bridge of Wufengshan
Changjiang River Bridge
TANG He-qiang,XU Gong-yi,LIU Han-shun
(China Railway Major Bridge Reconnaissance&Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan430056,China)
Abstract:The main bridge of Wufengshan Changjiang River Bridge on Lianyungang-Zhenjiang High-speed Railway is a steel truss girder suspension bridge with a main span of1092m,which is designed to accommodate four high-speed rail tracks and eight highway lanes.The main cable suspends threespans,comprisinglengthsof350,1092and350m,andthesuperstructurecontainsfive spansof84,84,1092,84and84m.Warrentrusscanbeenfromtheelevationview,while thecrossctionofthesti f eninggirderincorporatessubsidiarytrussandthemembersoftruss are straight.The truss are made of Q370qE steel.The bridge has two floors formed of integral orthotro
picplates.Thetopplateand U-ribsareweldedbydouble-sidedfu l penetration welding, andtheba l asttroughplatesintherailfloorare madeofro l edstainlesscompositesteelplates.
The main cable,which is1.3m in diameter,with a sag-to-main span ratio of1/10,contains hybrid strandsandisanchoredbysteelanchorages.Thecablesaddletakesform bycastingandwelding# which wasdividedinto3blockslongitudina l yfortheeaofmanufacturing.Thetowersthatare supported by pile foundations are concrete portal structures with"five peaks"crowns,and the founda0ionof0hesou0h0owercon0ainspileswihdi f eren0leng0hs.Thenor0hanchorageismoun0edon largecaissonfoundaion#while0hesou0hanchorageisa0edoncirclediaphragm wa l founda0ion that consists of walls with different depths.Studies reveal that the static and dynamic performance
异相睡眠收稿日期：2020—06—02
基金项目：中国铁路总公司科技研究幵发计划项目(2015G002—A)
Project of Science and Technology Rearch and Development Program of China Railway Corporation(2015G002-A)
作者简介：唐贺强，教授级高工,E-mail：&研究方向：大跨度桥梁设计。
2桥梁建设 Bridge Construction
2020, 50(6)
of the structure can meet the riding safety and comfort demands of high-speed trains.
Key words : rail-cum-road bridge ； suspension bridge $ general layout $ steel truss girder $ main
cable $ anchorage ； bridge design
1
工程概况
五峰山长江大桥是新建连(云港)镇(江)铁路跨 越长江的关键工程，也是京沪高速公路南延与江宜 高速公路共同跨越长江的工程&大桥位于江苏省镇
江市境内，北岸位于丹徒区高桥镇，南岸位于镇江新 区；大桥距离上游润扬长江公路大桥约39 km，距离
土鸡品种
下游泰州长江公路大桥约28 km 。
五峰山长江大桥跨江主桥采用主跨1 092 m 的 公铁两用钢桁梁悬索桥，双层桥面布置，上层桥面按
照双向8车道高速公路标准设计，设计速度100
km/h，桥面宽40. 5 m ；下层桥面按照4线高速铁路
标准设计，连镇铁路设计速度250 km/h ，线间距4. 6
m，采用有石乍轨道结构形式&
2孔跨布置2.1
主跨跨度
五峰山长江大桥主桥南岸位于镇江五峰山脚
下，桥位处江面狭窄，水深流急，常水位水面宽约 1 200 m 。桥位处通航航道靠近北岸，通航孔净宽
790 m 、净高50 m，而水道深槽位于南岸。为减小跨
度、节省造价，北岸3号桥塔墩设置在岸边靠近航道
的浅水区，满足通航距离要求；南岸4号桥塔墩设置 在靠近水道深槽与陡坎的岸上，基础为陆地施工，节 省 ，
工 。
两岸 桥 位 ，梁 ， 主桥主跨跨度 1092
m 。根据桥位处地形条件，初步设计阶段通过对悬
新教师代表发言稿
索桥与斜拉桥桥型方案的综合比选，推荐采用悬索
桥方案&2.2
主 跨度
大桥南岸从江边到五峰山脚下约350 m 为较
平坦地形，后面是五峰山山坳冲沟，冲沟自东北向西 南流过，地形与岩面起伏较大，地面高程+ 6〜+ 25
m 。综合考虑地形地质、主缆合理边中跨比、结构受
力、线形协调、施工、经济性等因素，确定南锚碇位 置，主缆南岸边跨采用350 m 。北岸锚碇可选范围
内 形 ， ， 构 ，
北锚碇位置，主缆北岸边跨也采用350 m，北锚碇距
离大堤约230 m 。最终确定主缆的跨度布置为
(350 + 1 092 + 350) m，主缆边中跨比 0. 32。
2.3加劲梁跨度布置
桥位北岸大 距离 北 岸 3 桥 约 120 m
此处大堤与桥轴线斜交，且大堤宽度较大；南岸位于 五峰山脚下，没有大堤，且靠近岸边约350 m 内地
形平坦，墩位布置相对较为自由。考虑该桥为公铁 两用悬索桥，且铁路为高速铁路，列车通行对线路
平
我的小家
顺性要求较高，梁端转角要求较严，因此加劲梁边跨 需设置主跨钢桁梁的伸出跨，以满足梁端转角要求。
综合考虑梁端转角要求、北岸大堤位置及宽度、 钢桁梁经济跨度、结构受力等因素，北岸设置(84 +
84) m 两孔钢桁梁伸出跨；考虑结构对称性，优化结
构受力性能与行车性能，统一梁端钢轨伸缩调节器与 梁端伸缩装置型号，加劲梁立面孔跨采用对称布置, 南岸也设置(84 + 84) m 两孔钢桁梁伸出跨&最终确
定加劲梁的跨度布置为(84 + 84 + 1 092 + 84 + 84) m o 五峰山长江大桥主桥孔跨布置如图1所示&
3总体设计与支承体系
五峰山长江大桥主桥平面位于直线上；纵断面
设3%。对称人字纵坡，跨中设圆形竖曲线，竖曲线半 径25 000 m，切线长75 m ；横断面按照上层双向8
图1五峰'长江大桥主桥孔跨布置
Fig. 1 Arrangement of Main Bridge of Wufengshan Changjiang River
Bridge
五峰山长江大桥主桥总体设计唐贺强，徐恭义，刘汉顺3
周杰伦经典歌曲车道高速公路+下层4线高速铁路布置&
主桥梁支承体系为：加劲梁在桥塔下横梁
处、边墩顶、辅助墩顶均设置竖向支座与侧向抗风
（抗震）支座，另外在两顶的铁路横梁跨中设置
竖向支座，加劲梁除主跨有吊索支撑外，在竖向、
横向5跨连续结构；加劲梁纵向在桥塔下横梁
处设置阻尼约束，每座桥塔处设置4套粘滞阻尼器,
全桥共设置％套，在列车制动力、地震击荷载
作用下，加劲梁纵向变形阻尼器的约束[1-2]&加
梁两端设置钢轨伸缩器与梁端伸缩装置&
4主要结构设计
4.1加劲梁
主桥梁采用钢桁梁，钢桁梁立面采用华伦桁式，横断面采用带副桁的直主桁形式，2片主桁中心桁宽30桁高16节间距14 副桁中心距与主缆中心距43每道竖杆处均设置三角形横联和吊杆，钢桁梁Q370qE钢&上、下层桥I 采用板桁的正交体钢桥构，上层公路桥构总宽46m，顶板与U采用了双全新技术；下
层铁路桥面采用1构，采用轧制钢钢板（由3mm厚钢板与构钢轧制成），复合钢板上直接铺设&主桥梁结构如图2所示&
钢桁梁采用大节段整体设计、制造、运输、吊装，
21个，长28m，最重乞17580最1331t。边跨与桥塔附采用浮吊吊装，滑移施工；中跨采用2台900t缆载吊吊吊装施工「3「4*。
4.2缆索系统
4.2.1主缆
主跨比1/10，全桥设2根主缆，横向中心距43m，主缆安全系数按照2.2设计。主缆采用标准强度1860MPa的高强平行钢丝索构#每主由352索成#每索由
127丝！5.5mm钢丝构成，主缆孔隙率按照20%设计，紧圆后直径为3m「2*。索股两端设热铸锚内&主缆采用S形+缠包带+除湿系统的体系）5*。
主缆索股制，采用2家企业的盘条、钢丝、索股,2根主缆的、钢丝直径、钢丝度一致，采用索设计方案，2：业的与钢一半的&主缆索股及断面如
（a）立面
46/2=23
15十 6.5
46/2=23
6.5十15
1515
（b）横断面单位：m
图2主桥加劲梁结构
Fig.2Structural Details of Main Bridge Stiffening Girder 图3所示&
4.2.2吊索与索夹
吊索与索采用式构#纵向距14 m。每个吊点设置2根吊索，跨中设中央扣
索，吊索采用强度1770MPa的高强钢丝，吊索由337丝!5mm平行钢丝构成，吊索两端设，锚杯内。对于成桥？长度30m以上的吊索，同一吊点2根吊索设置1〜5道减振架，同一吊点的2根吊索互相连#以吊索的动。
主索夹内的18%设计，索夹内径1284mm，壁厚45mm。索夹采用上下对合型结
构，由ZG20Mn铸钢铸造而成&两半索夹用M52高强度杆连#杆采用缩形#以
处断裂，螺杆设计1100kN。
4.2.3主索鞍
主索采用式构（图4）#
采用ZG270-480H铸钢铸造，下部鞍体采用Q345R
钢成&主索体纵向长9.1m、横向宽4.0m、高4.3m，主缆中心线处鞍槽半径11.5m
,
4桥梁建设Bridge Construction2020,50(6)
715冲亠注：相同颜色的176股索股采用
-----------------------单位：mm同一家企业的盘条与钢丝
（a）索股断面（b）索股排列
图3主缆索股及断面
Fig.3Strands and Cross-ction of Main Cable
鞍槽宽1.381m，主索鞍设计为双纵肋传力结构&运输、吊装重量，并方便制造，鞍体纵向沿径向分3块制造，吊至塔顶后用高强度成整体，单件最大吊装重量120t。
图4主索鞍鞍体
Fig.4Configuration of Main Cable Saddle
4.2.4散索鞍
散索轴式结构，铸焊结合制造，鞍槽由ZG270—480H铸钢铸造，下部鞍体由Q345R钢板焊接而成。散索鞍总高6.8m，竖弯半径从边跨向锚跨分4次变化，半径分别为12.5,9.5，6.0,3.5m，保证鞍槽底压应力基本相等，鞍槽侧壁平弯半径为18.0m。鞍体重量233t。
战歌歌词
4.2.5主系统
主采用钢结构锚固系统，由后锚梁和锚杆组成。后锚梁埋于锚体内，主缆索股拉力梁的承体。锚杆用
、高伸长率的，进行隔离与主论散索前的距离为32m，前锚面到后锚梁的距离为33m。锚杆分单束股和双束股2种，每根主的锚体一端共杆192根，其中单束锚杆32根，双束锚杆160根。锚杆采用H形截面，在前端索股位行变化与&杆与梁采用Q345qD钢，采用
高强度连
4.3桥塔与基础
4.3.1桥塔
桥塔采用门式框架钢筋混凝土结构，两桥塔塔顶高程相同，下塔柱高度相差12m，北塔高203m、南塔咼191m，北塔、南塔承台顶咼程一5.0 m、+7.0m&塔柱为空心箱形断面，横桥向尺寸为等宽9m，北（南）塔柱顺桥向尺寸顶11m变化到塔底16m（15.7m）。两塔柱间的横向中心距在顶43m，北（南）56.7m（55.9m）桥塔采用C55&阻系数，塔柱截面四周切1.0mX1.5m的倒角「6*。桥塔上横梁与顶结构综合考虑鞍罩、检修设施、除湿系统、景观，设计为“五峰”造型，寓意五峰山大桥&桥塔构如图5所示。
4.3.2桥
北位于岸边浅水区，覆盖层厚62.5〜71.4 m，以细砂为主夹黏性土，基岩为闪长斑岩，桩底进入微风化石英闪长斑岩&
南位于岸上原散货码头处&上游塔柱基岩以含砾凝灰质泥岩为主，杂凝灰质砂岩、泥岩、角砾岩，侵入的石英闪长斑岩，岩体破碎，强度变化大且软硬，勘探深度（30m）内无较好持，按照嵌岩桩设计，
以弱风化岩为
五峰山长江大桥主桥总体设计 唐贺强，徐恭义，刘汉顺5
宋祖英简历正立面 侧立面哲津7. 7(46.9)「_9 16*5] 7)
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图5北(南)桥塔结构
Fig. 5 Configuration North (South ) Tower
LQ
单位:
持力层&下游塔柱基岩为凝灰质砂岩，岩体裂隙发 育，强度高，微风化岩面高程＜53〜＜34 m，是基础 良好的持力层。根据实际地质情况，南塔基础采用 长短桩组合设计&
两桥塔均采用哑铃形承台，每侧塔柱下圆形承 台直径40 m，承台厚9.5 m 。承台下桩基采用梅花 形布置，桩径2.8 m 。北塔基础布置70根桩，南塔 基础布置67根桩，北塔上(下)游、南塔上游承台下
35 桩， 南 下游承 下 32 桩。
4.4锚碇
大桥两岸锚碇处主缆理论散索点高程均为
+50.0 m
。
(1) 北锚碇&北锚碇位于长江大堤外侧约230
m，地面高程+ 1. 0〜+ 4. 0 m，地形较平坦，覆盖层
主要为粉质黏土、砂层，下伏基岩为石英闪长斑岩，
基岩顶板高程＜63. 7〜＜ 54. 6 m，岩面倾角约5°。
北锚碇基础采用沉井基础⑵，沉井顶面高程+ 1. 0
m，基底高程一55. 0 m，基底置于密实的粉细砂层,
沉井长100. 7 m 、宽72. 1 m 、高56 m，共分10节。
第1节为钢壳混凝土沉井，高8 m ；第2〜10节均为 钢筋混凝土沉井。封底混凝土厚12 m，沉井平面上
分为48个隔舱&北锚碇结构如图6所示&
(2) 南锚碇&南锚碇位于五峰山山坳冲沟处,
地形与岩面起伏较大，地面高程+ 6〜+ 25 m，覆盖 层主要为残坡积黏性土，基岩为凝灰质砂岩，埋深
16〜20 m，弱、微风化基岩岩体较破碎，岩质硬，微
1-1
立面难忘的老师
高程单位：m
图6北锚碇结构
Fig. 6 North Anchorage Structure
风化岩面高程＜23. 78〜＜12. 56 m 。南锚碇采用
地连墙支护圆形扩大基础形式②，基底持力层为微 风化凝灰质砂岩，地连墙内径87 m，墙厚1. 5 m 。
根据地质特点，基础采用台阶式不等深构造，基坑开
挖深度22〜38 m，地连墙最大埋深40. 5 m 。南锚
构如图7 所示。
1-1
理论散索点
二
立面
8 700500
]I-
.00
理论散索点
4 350「卜 4 350
8 700
尺寸单位：cm 高程勒j 立：m
图7南锚碇结构
Fig. 7 South Anchorage Structure
5关键参数研究与分析
(1)合理刚度标准。在设计阶段，通过科研课
题——《千米跨度公铁两用悬索桥关键技术研究》,
综合考虑国外铁路悬索桥刚度、加劲梁平竖曲线最
小半径、风一车一线一桥耦合动力分析、轨道几何形 位分析等因素，给出了建议的我国铁路悬索桥合
理 刚度标准②。采用专业空间非线性计算软件，建立 五峰山大桥主桥空间模型(图8)，计算得到结构刚
度⑺如表1所示&由表1可知：大桥结构刚度满足 刚度
。
