洪山大橋 (長沙)
洪山大橋位於中國湖南省長沙市開福區境內，是長沙東二環跨越瀏陽河的一座橋梁，距下游老洪山橋約60米[1]，南接四方坪立交，北連撈刀河大橋。大橋主橋採用單塔無背索結合梁斜拉橋，由湖南大學設計研究院設計，該設計方案於2000年獲得長沙市政府會議的一致通過[2]。大橋由中鐵大橋局第五工程有限公司承建，於1999年12月30日開工興建[3]，共耗費混凝土2.52萬立方米，鋼材5,985噸，於2004年12月28日建成通車，總造價1.21億元人民幣[4]。
| 洪山大橋 | |
|---|---|
| 座標 | 28°14′27″N 113°01′13″E / 28.240842°N 113.020255°E |
| 承載 | 長沙二環線 |
| 跨越 | 瀏陽河 |
| 地點 |  中國湖南省長沙市 |
| 上游橋梁 | 三一大道瀏陽河大橋 |
| 下游橋梁 | 洪山橋 |
| 設計參數 | |
| 橋型 | 單塔無背索斜拉橋 |
| 建築材料 | 鋼、預應力混凝土 |
| 全長 | 257.3公尺（844英尺） |
| 寬度 | 33.2公尺（109英尺） |
| 高度 | 146.58公尺（481英尺） |
| 最大跨度 | 206公尺（676英尺） |
| 歷史 | |
| 設計單位 | 湖南大學設計研究院 |
| 施工單位 | 中鐵大橋局第五工程公司 |
| 開工日 | 1999年12月30日 |
| 總造價 | 1.21億元人民幣 |
| 開通日 | 2004年12月28日 |
| 地圖 | |
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設計
橋址處百年一遇20米高10分鐘平均最大風速為28.28米/秒，歷年最高氣溫40.6℃，歷年最低氣溫-11.4℃，年平均氣溫17.1℃。地震基本烈度為VI度。基岩埋置較淺，大部分地段基岩裸露，岩性為群板岩[4]。
主橋全長257.3米，跨徑組成為：21米（邊跨）+206米（主跨）+30.3米（輔助孔）；橋面全寬33.2米，按雙向六車道城市快速路標準建設，設計速度60千米/小時；設計荷載為城－A級、汽－超20、掛－120、人群3.5千牛/平方米，並以一輛300噸特重車驗算；通航等級為VI級[4]；地震設防烈度為Ⅶ度；橋上縱坡0.2464%、橫坡1.5%[3]。
該橋與常規的「人行兩邊」設計不同，人行道設在橋面中央兩個索面之間，寬5米[5]，且高出車行道2米，並在大橋索塔底部開出一個高9米、寬3米的過人孔，以方便行人上下橋梁[3][6]。
洪山大橋是世界上跨度最大的無背索斜塔斜拉橋，也是世界上唯一高度超百米的混凝土斜塔橋[7]。
索塔
索塔總高146.581米，分為塔基、塔座、塔身、塔頂四部分，標高38.383米以下為塔基，標高38.383－64.098米為塔座，標高64.098－172.764米為塔身，標高172.764－184.964米為塔頂[8]；其中橋面以上塔高136.8米[2]。
塔基採用擴大基礎[4]，尺寸為31米（順橋向）×30米（橫橋向）×11米（高），基身下設25根直徑2米的抗滑樁，樁長5米，上為長29米、寬28米、高3米的鋼筋混凝土承台，抗滑樁和基身採用C20混凝土，承台採用C30混凝土，混凝土總量13,398立方米[8]。
塔座為鋼－混凝土結構，外壁為鋼殼，鋼殼內為微膨脹素混凝土無筋結構。塔座底口平面尺寸為24.5×20米，頂口平面尺寸為14.15×8.2米。塔座採用鋼殼分節拼裝、殼內混凝土分次澆築的施工方法[8]。
塔身為預應力混凝土箱形結構，水平傾角58°，截面（與塔身垂直）外輪廓尺寸為12米（順橋向）×8.2米（橫橋向），水平投影為14.15米（順橋向）×8.2米（橫橋向）。塔身東西壁厚0.75米，南北變壁厚，從底部到頂部，南面由2.06米遞減至1.23米，北面由2.02米遞減至1.19米。塔身分為29個節段，採用液壓自升爬模系統施工[9]。塔身內設有觀光電梯，電梯井為3.2×3.2米，可直通塔頂的觀景台。塔身四周沿索塔通長設置裝飾槽，東西兩側各兩條寬0.8米、深0.2米；南北兩側各一條寬0.8米、深0.3米[5]。
塔頂設5.4米高的觀景台和電梯控制間，以上設20米高的U型塔冠，漸細的頂端向上方和北側延伸[5]。
主梁
主梁為鋼－混凝土疊合脊骨梁結構，中央設一條矩形截面閉口鋼箱梁，寬7米，高4.4米。近塔的一段（塔根部至1號索）主箱梁壁厚32毫米，其餘梁段主箱梁壁厚28毫米。人行道布置在中央箱梁的頂面，高出車行道2米。
主箱梁兩側設懸臂長度13米的箱形鋼挑梁，挑梁縱向間距4米，其截面寬度0.7米，根部高2.3米，端部高0.5米。鋼挑梁上設21厘米厚混凝土橋面板，橋面板按3.45縱向長度預製，接頭現澆，與鋼挑梁用直徑22毫米、間距120毫米的大頭剪力釘聯結，橫橋向亦與主箱梁腹板聯結。主箱梁內挑梁對應位置設置橫隔梁。
主梁為全焊結構，除主箱梁加厚段採用14錳鈮橋梁鋼（14MnNbq）外，其餘部分均採用16錳橋梁鋼（16Mnq），主梁總用鋼量2,220噸，平均每延米用鋼量為11.7噸/米。預製混凝土橋面板採用C50混凝土，現澆接頭採用C60微膨脹鋼纖維混凝土。
輔助孔主梁為預應力混凝土箱梁，梁高由2.52米變化到1.56米，上下幅分開，人行梯道從兩幅中間落地。在2號墩處，設置強大的橫梁將主跨與輔助跨聯接[4]。
斜拉索
全橋共13對26根平行布置的斜拉索，水平傾角為25°，索長67－291米。兩排拉索橫向間距6米，其間布置人行道；順橋向梁上索間距12米。斜拉索採用直徑7毫米的高強度低鬆弛鍍鋅鋼絲成品索，標準抗拉強度1,670兆帕，全橋斜拉索採用三種規格，分別為PES7-283（第1－3號索）、PES7-223（第4－12號索）、PES7-187（第13號索），總用量約460噸[2]。拉索錨固採用配套的PESM7冷鑄鐓頭錨固體系，塔端為張拉端，梁端為錨固端，在梁端安裝磁流變阻尼器減小拉索振動[4]。
施工
由於斜塔自身不能維持平衡，無背索斜拉橋的施工不能像常規斜拉橋那樣採用「先塔後梁、梁體懸拼（澆）」的施工方法，而需要保證施工過程中塔梁的平衡，因而採用「先梁後塔」的工序。
主梁鋼結構部分採用「頂推法」施工。頂推梁段劃分為16個節段，其中標準節段長度為12米。在大橋南岸布置拼裝平台，利用箱梁U形橫隔梁作為拼裝組焊胎架，進行節段的拼裝焊接。鋼挑梁作為一個整體構件在前方另一平台上完成與主箱梁的連接工作。主跨按等間距設置了4個輔助墩，利用輔助墩和2號墩上的千斤頂拖引前移，主梁向塔岸延伸。在主梁頂推的同時，在橋塔處支架拼裝塔座鋼殼及與主梁聯結段，並完成鋼殼內混凝土的施工。待主梁頂推就位、標高調整後，完成兩者的對接焊接。至此主梁鋼結構部分施工完成。
塔身採用爬模工藝施工，按豎向高度3.95米（即錨固節點高差的一半）為一澆注節段。塔身在達到2#索錨固點位置後，完成1#索的張拉，在此之前已完成主梁上1#索至橋塔區段的混凝土橋面板施工，這樣主梁中的軸力可以由混凝土橋面和鋼箱梁共同承擔[4]。
參考文獻
- ^ 斯茅庚. "世界第一跨"封顶 长沙二环线东北段年底贯通. 瀟湘晨報. 2004-11-16.[永久失效連結]
- ^ 2.0 2.1 2.2 邵旭東，陳愛軍，李立峰. 长沙市洪山大桥的创新设计. 中外公路. 2005-04, 25 (2): 68–71. ISSN 1671-2579.
- ^ 3.0 3.1 3.2 邵旭東，李立峰，趙華，彭旺虎，郭棋武. 长沙洪山大桥（无背索斜塔斜拉桥）设计. 中國公路學會2001年學術交流論文集. 2001-12-08: 229–234.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 长沙洪山大桥. 中國橋梁網. 2015-07-07 [2016-11-08]. （原始內容存檔於2016-04-26）.
- ^ 5.0 5.1 5.2 陳愛軍. 大跨无背索竖琴式斜拉桥合理结构型式研究. 湖南大學碩士學位論文. 2005-09-04.
- ^ 田超. “世界第一跨”洪山庙大桥主体工程完成70%. 三湘都市報. 紅網. 2004-07-30 [2016-11-08]. （原始內容存檔於2016-11-10）.
- ^ 趙毅旻，楊楊. 越夜越美丽（5）：婉转浏阳河 绚丽洪山桥. 紅網. 2016-10-25 [2016-11-08]. （原始內容存檔於2021-04-07）.
- ^ 8.0 8.1 8.2 賀建平，肖世波. 长沙洪山大桥斜塔施工技术. 山西建築. 2010-05, 36 (13): 330–331. ISSN 1009-6825.
- ^ 陳業紅. 长沙洪山大桥斜塔爬模施工技术. 山西建築. 2010-09, 36 (26): 328–329. ISSN 1009-6825.