一、 工程概況
丫髻沙大橋是廣州市環(huán)城高速公路西南環(huán)上跨越珠江主航道的一座特大橋，上鄰有白鶴洞大橋，下游望洛溪大橋。本段江面寬廣，河道順直，橋軸線與河道流向約70度角斜交。江中水位、水深及江水流速的變化均受珠江口潮汐的控制，見圖1。
圖1 廣州丫髻沙大橋
大橋南北兩岸、丫髻沙島及江底均被第四系全新海陸交互堆積土層覆蓋，土層厚度為4～15 m，下伏基巖為粉砂巖與泥灰?guī)r互層，巖層硬度不均。
廣州地區(qū)屬暖亞熱帶氣候，受海洋季風(fēng)影響，氣溫較高，多臺風(fēng)及暴雨。年平均氣溫21.9度，極端最低氣溫0度；極端最高氣溫38.7度。年降水量1699.8mm，極大風(fēng)速36～38m/s。
主要技術(shù)指標(biāo)：
橋面凈寬32.4 m，總寬36.5 m，雙向六車道。橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽車--超20級，掛車--120，橋下通航凈空為34 m×137 m。地震裂度：7度，按8度設(shè)防。風(fēng)力：基本風(fēng)壓為Wo=800Pa，極大風(fēng)速38m/s。船舶撞擊力：主航道按通行7000t船舶計(jì)。
二、 主橋結(jié)構(gòu)
全長1048 m，主橋?yàn)?6m+360m+76m的三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱橋。矢跨比1/4.5，拱軸系數(shù)m=2。邊拱拱肋為上承式雙肋懸鏈線半拱，采用鋼管勁性骨架外包鋼筋混凝土的單箱單室等截面。其橋型結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2 橋型布置圖（單位：cm）
?。?） 基礎(chǔ)、承臺及拱座
9、10號主墩拱座下為上下游群樁基礎(chǔ)布置的整體式剛性承臺，兩承臺為實(shí)體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土數(shù)量為14388m3。拱座采用相對剛度較小的橫系梁聯(lián)成一體，混凝土數(shù)量為4632m3。
為了能讓由邊拱拱肋、拱座、主拱拱肋及施工用索塔組成的體系在承臺上平轉(zhuǎn)，拱座承臺設(shè)計(jì)如圖3所示，其下共有Ф3.0m樁24根、Ф2.0樁10根，承臺及滑道均能承受重達(dá)13600t的施工荷載。
為了能讓主拱拱肋豎轉(zhuǎn)施工，還在主拱拱肋與拱座間設(shè)置了豎轉(zhuǎn)鉸，其中鉸座為鋼結(jié)構(gòu)、鉸軸為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，二者的接觸面經(jīng)過機(jī)加工,粗糙度為12.5，如圖4所示。
圖3 南岸拱座承臺、樁基圖（單位：mm）
圖4 豎轉(zhuǎn)鉸簡圖
?。?）主拱拱肋
圖5 拱橋橫截面布置圖(單位：mm)
本橋首次選用6管式拱肋截面（圖5），每肋由6Ø750鋼管混凝土組成，由橫向平聯(lián)板、腹桿連接成為鋼管混凝土桁架。其中外側(cè)、內(nèi)側(cè)鋼管為Ø750×18mm，中間鋼管為 Ø750×20mm，鋼管間的橫向平聯(lián)板總厚500mm，內(nèi)、中、外三根鋼管通過平聯(lián)板形成了能共同受力的類似肋板式的結(jié)構(gòu)，上、下排鋼管間通過Ø450×12及Ø351×10的腹桿組成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。沿拱軸采用變高度（拱腳鋼管中心距8.039 m，拱頂鋼管中心距4.00m）、等寬度（3.45m）截面，兩肋中心距35.95m，共設(shè)置6組“米”字、2組“K”字橫撐。
在拱肋的弦管和平聯(lián)板內(nèi)灌注C50高強(qiáng)混凝土，腹桿和橫撐鋼管內(nèi)則不灌混凝土。為了便于轉(zhuǎn)體施工，2組“K”撐置于拱頂。
?。?）邊拱拱肋
采用上承式雙肋懸鏈線半拱。每肋由高4.5m、寬3.45m的C50鋼筋混凝土箱梁組成，兩肋間設(shè)有一組“K”字和一組“米”字鋼管桁架式橫撐，它們與同邊拱端部固結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝端橫梁一起，組成了一個(gè)穩(wěn)定的空間梁系結(jié)構(gòu)。
圖6 邊拱肋截面（單位：mm）
為了便于傳遞水平力，將主拱拱肋、邊拱拱肋的軸線置于同一直線上，且拱肋寬度相等。為使主橋能采用轉(zhuǎn)體法施工，將邊拱設(shè)計(jì)為勁性骨架結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)體施工時(shí)，邊拱拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（圖6）。
?。?）拱上建筑與橋面結(jié)構(gòu)
立柱除拱座上及與之相臨的邊拱共兩組采用Ø1300外，其余所有皆為Ø1000的鋼管混凝土構(gòu)件，同一組立柱間設(shè)置橫系梁。
吊桿采用鍍鋅高強(qiáng)低松弛91 Ø7鋼絲束，Ryb=1670MPa , OVM-LZM型冷鑄鐓頭錨。
橋面結(jié)構(gòu)由鋼橫梁、鋼縱梁、橋面板組成（圖7）。鋼橫梁長約38m，計(jì)算跨徑35.95 m，工字形截面上翼板寬800 m m、厚20 m m，下翼板寬1000 m m，厚16~50 m m，腹板厚16 m m，梁高1719~1974 m m，每梁約重30.0t。鋼縱梁采用熱軋H型鋼，全橋共設(shè)置了四組鋼縱梁。橋面板由預(yù)制Π形50號鋼筋混凝土板和現(xiàn)澆橋面鋪裝層構(gòu)成，板厚22cm 。橋面鋪裝厚12 cm ，其中銑削鋼纖維混凝土厚8 cm 。中粒式改性瀝青混凝土厚4 cm。鋼橫梁、鋼縱梁、橋面板組成了長約512m、寬32.4m的連續(xù)板結(jié)構(gòu)。鋼橫梁與立柱間以KQGZ型雙向活動(dòng)抗震球形鋼支座相連，以釋放彎矩及溫度力。
圖7 橋面板與鋼梁關(guān)系圖（單位：mm）
（5）系桿
全橋共20根系桿，每根長516m。采用OVMXG15-37鋼絞線拉索體系，Ryb=1860MPa，系桿外包雙層PE熱擠塑護(hù)套。為了能快捷施工、方便換索、可靠運(yùn)營，特設(shè)計(jì)帶簡易滑動(dòng)軸承的系桿支撐架。每束系桿的拉力為5MN，在全部施工過程中每索只需張拉一次。
?。?）拱肋施工
利用主拱拱肋、拱座、邊拱拱肋及扣索、塔柱撐腳組成豎轉(zhuǎn)、平轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)體系，整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體系由承臺上直徑為33m的轉(zhuǎn)體環(huán)道支撐，轉(zhuǎn)體施工時(shí)不用封航，其施工步驟如下（圖8～圖10）：
?、侔惭b承臺上的轉(zhuǎn)體環(huán)道、拱座及豎轉(zhuǎn)鉸，沿江岸搭設(shè)邊拱勁性拱架、主拱拱肋臥拼用支架；
?、诎惭b轉(zhuǎn)體塔架、邊拱勁性骨架、主拱拱肋；
③安裝邊拱端部及其它設(shè)計(jì)規(guī)定部位壓重鋼筋混凝土；
④安裝轉(zhuǎn)體用扣索、千斤頂及施工監(jiān)測設(shè)備；
?、輧砂吨鞴肮袄叻謩e豎轉(zhuǎn)；
?、迌砂掇D(zhuǎn)動(dòng)體系分別平轉(zhuǎn)到橋位。
圖8 豎轉(zhuǎn)體系
圖9 平轉(zhuǎn)下轉(zhuǎn)盤滑道 圖10 拱肋豎轉(zhuǎn)鉸
主拱拱肋平轉(zhuǎn)合攏中線誤差僅2mm，最終成橋后拱軸線橫向偏位12mm，兩岸拱肋對稱點(diǎn)最大高差32mm，上下游兩肋對稱點(diǎn)最大高差25mm，拱肋最大豎向變位45mm。
三、主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)
?、叛诀偕炒髽蛑鞴肮袄呤状尾捎?管桁式鋼管混凝土拱肋截面，比普通四管式截面具有更好的整體工作性能和結(jié)構(gòu)可靠性，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性；
⑵創(chuàng)新設(shè)計(jì)了當(dāng)時(shí)居世界同類橋梁第一主跨（360m）的中承桁式鋼管混凝土拱肋，516m超長有豎曲線的體外索系桿結(jié)構(gòu)具有施工方便、受力可靠、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，采用的拱橋橋面結(jié)構(gòu)與國內(nèi)、外同類結(jié)構(gòu)相比具有重量輕、整體性好、施工方便的特點(diǎn)；
?、鞘状翁岢隽舜罂缍辱旒苁戒摴芑炷凉皹虻姆蔷€性穩(wěn)定控制指標(biāo)，可供其它類似橋梁借鑒；
?、壬钊胂到y(tǒng)地研究了大跨度鋼管混凝土拱橋的徐變特性、抗風(fēng)、抗震性能，并編制了較為完善的《丫髻沙大橋鋼結(jié)構(gòu)制造及驗(yàn)收規(guī)定》，可為類似橋梁的設(shè)計(jì)與施工提供參考；
?、稍O(shè)計(jì)研究的豎轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體系、"變角度、變索力"的液壓同步提升技術(shù)和平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工控制技術(shù)是大跨度拱橋施工技術(shù)的一個(gè)重大突破，成功地實(shí)施了超大噸位、超大尺寸拱肋"豎轉(zhuǎn)+平轉(zhuǎn)"施工技術(shù)方案，轉(zhuǎn)體施工的實(shí)施規(guī)模（平轉(zhuǎn)幾何尺寸長×寬×高為258.1m×39.4m×86.3m）和綜合轉(zhuǎn)體重量（豎轉(zhuǎn)重量2050t、平轉(zhuǎn)重量13680t）居世界的首位。
該項(xiàng)工程曾榮獲2001年度部級優(yōu)秀勘察設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)、第十屆優(yōu)秀設(shè)計(jì)項(xiàng)目銀質(zhì)獎(jiǎng)，榮獲中國公路學(xué)會2003年度科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，于2004年評選為中國十佳橋梁，2006年獲得第六屆詹天佑土木工程大獎(jiǎng)。
四、有關(guān)資料
橋名：廣州丫髻沙大橋（主橋）
橋型：自錨中承式鋼疊混凝土系桿拱
跨徑：76+360+76m
設(shè)計(jì)單位：鐵道部專業(yè)設(shè)計(jì)院深圳分院
四川省交通勘測設(shè)計(jì)研究院（轉(zhuǎn)體施工工藝設(shè)計(jì)）
施工單位：貴州省橋梁工程總公司
廣州廣船國際股份有限公司（鋼結(jié)構(gòu)制作合作單位）
主橋混凝土用量：49333 m3
主橋鋼材用量：7498t
造 價(jià)：2.53億元
建成時(shí)間：2000年6月
