跨江快速通道的关键一环
新光大桥位于广州新城市中轴线一带,跨越珠江主航道,将新光快速路在江面两岸接通。道路服务于天河、海珠与番禺之间的南北交通,建设目的与广州中心城区向南拓展、缓解既有跨江路线拥堵紧密相连。桥梁既需容纳城市机动车交通,也必须给繁忙航道保留通行空间。
大桥全长约1083.2米,其中主桥782米,设置六条车道及两侧人行道,设计车速为每小时80公里。设计资料给出的航道净空为宽210米、高34米。
钢拱与V形刚构共同受力
主桥跨径布置为177米、428米、177米。与中间大拱、两侧小拱相接的混凝土V形三角刚构,是这座桥结构组织的关键:钢拱肋与刚构刚性连接,使三个桥孔共同组成连续体系。这样既利用钢桁拱的跨越能力,也借助混凝土刚构增加整体刚度,并处理施工时不同阶段的受力不平衡。
中跨桥面由钢纵梁、钢横梁与预制钢筋混凝土板共同组成,边跨桥面则使用预应力混凝土梁系。不同材料的配置与中、边跨荷载平衡有关。主拱的水平系杆承担拱肋产生的水平力,吊杆将桥面荷载传给拱肋;系杆、吊杆和桥面梁分别承担受力与传力工作。
参考:[1]
大节段提升与变形处理
新光大桥的施工设计由中铁工程设计咨询集团编制。工程并非先搭出完整拱形再铺桥面,而是把大型拱肋分段制造、安装,逐步形成整体。贵州省桥梁工程总公司的潘海在2006年发表的施工论文中记录,拱肋采用五大节段整体液压千斤顶同步提升工艺,主拱中段的提升重量与高度是这项施工技术的重要特点。
桥梁形成整体后,仍须适应温度变化引起的伸缩。中跨桥面采用沿桥纵向可移动的半漂浮体系,在中跨与边跨桥面衔接处设伸缩装置;边拱外端利用可纵向移动的球形钢支座释放部分温度作用。结构中的刚性连接提供稳定性,而允许位移的部位承担变形协调,两者共同构成设计方案。
针对长桥的抗震研究
广州大学土木工程学院刘爱荣、张俊平、禹奇才、周福霖对新光大桥开展纵向地震响应研究,采用空间杆系有限元模型,比较各支点同时受激与地震波沿桥逐次传播两种情况。长桥两端距离较大,地震输入可能存在时间差,因此把所有支点的运动视为完全同步,并不能涵盖全部需要研究的作用。
论文发现,行波效应对主拱弦杆和V形刚构斜腿的内力影响较明显,对不同构件可能有利,也可能不利;主拱拱顶的纵向位移还随所取波速改变。研究的价值在于识别这种组合结构的响应特点,为抗震分析提供依据。
参考:[2]
建成后先行免费试通车
工程实体完成与开放交通之间出现了一段间隔。2006年末完成修订的抗震论文记载桥梁已于当年竣工、尚未通车。2007年1月20日的中新社报道进一步说明,延误的重要原因是新光快速路收费方案调整,原拟全线封闭收费改为以大桥为主的一次性收费,新方案仍待审批。
在媒体和市民关注之后,广州决定先开放交通。2007年1月20日,新光大桥及相连的新光快速路开始免费试通车,首先开放新滘中立交、迎宾路立交及番禺市桥方向的三个出入口。至此,大桥由已建成的工程结构转为实际承担跨江交通的设施。其早期历程也表明,桥梁投入使用不仅取决于主体施工,还受到连接道路和运营安排的影响。