1 概述
碧云大橋位于遵義市碧云路路口，跨越湘江河，距上游的新華橋正南面100 m 處。由于新華橋橋面窄及標高不夠，難以滿足交通和防洪要求，決定新建碧云大橋。橋位處湘江河百年一遇洪水位816.80 m ，兩岸道路標高818.45 m ，高差僅為1.65 m ，對于橋梁結構高度限制較大；橋位斷面為典型的道路+ 河堤+ 河道+ 河堤+ 道路組成斷面，基本上無引道長度；規(guī)劃河道寬度58 m ，現(xiàn)狀河堤線距離59.2 m ，為了滿足防洪和景觀要求，委托方要求一跨過河，河中不能布設橋墩。在諸多限制條件下，多方案比較分析認為橋型僅局限于下承式拱橋、槽型梁橋、剛構橋等低結構高度橋型。
經(jīng)過多方案比較分析，決定采用凈跨徑60 m的單孔剛構橋橋型方案，大橋全長77.12 m ，橋寬30 m (橋型布置見圖1)。
2 設計標準
(1) 設計荷載： 城—B； 人群荷載：4.5 kPa；
(2) 設計洪水頻率： P= 1%；
(3) 設計洪水位： H= 816.80 m；
(4) 通航標準： 不通航；
(5) 地震烈度： 6 度， 按構造設防；
(6) 橋面分幅： 橋面布置為：7 m 人行道+ 16m 車行道+ 7 m 人行道，全寬30 m。
3 結構設計
3.1 上部結構
大橋上部結構全長67 m ，跨徑為3.5 m + 60m + 3.5 m 的預應力混凝土門型剛構橋，主梁斷面采用變截面單箱多室結構，在結構高度較小的情況下獲得較大的結構剛度。截面高度按圓曲線方程變化，跨中設10 m 等高度梁段。主梁根部梁高2.5 m，高跨比為1/24； 跨中梁高1.5 m，高跨比為1/40。頂板寬30m，底板寬25 m，懸臂2.5m。箱梁頂板厚20 cm ，底板厚20 cm ，腹板寬50cm。在梁端處頂、底板厚度均由20 cm 漸變?yōu)?0cm ，腹板由50 cm 漸變到80 cm。全橋共設2 道24cm 厚橫隔板，以減小箱梁受扭橫向畸變效應。邊跨3.5 m 為實體段，主要是考慮利用強大的端橫梁將梁體結構剪力和橋墩預應力鋼束錨固力均勻傳到整個斷面，以防止由于應力集中造成的局部裂縫，同時也為梁體增加平衡配重，盡量改善由于邊跨過短造成的受力不合理現(xiàn)象(橫斷面布置圖見圖2)。
3.2 下部結構
3.2.1 橋墩設計
碧云大橋橋墩為雙薄壁墩，墩高7.5 m ，均為寬25 m ，厚50 cm 的矩形斷面。直壁墩與斜壁墩均與梁體和基礎固接，在斜壁墩中加豎向預應力，采用50# 預應力混凝土結構， 直壁墩采用50# 鋼筋混凝土結構?；A按擴大基礎設計，為40# 混凝土結構，長×寬×高為6 m ×27 m ×2 m ，橋墩豎向預應力體系錨固在基礎內?；A持力層為完整的中風化砂巖層， 基底容許承載力為1200kPa。
3.2.2 橋臺設計
該橋橋臺為重力式橋臺，兩岸橋臺高度分別為7.9 m 和9.6 m ，臺身長均為5.8 m ，與現(xiàn)狀河堤接順，基礎為擴大基礎。
3.3 其他
橋面鋪裝為等厚8 cm 防水混凝土鋪裝，伸縮縫為SFP-60 型伸縮縫。
4 結構計算分析
碧云大橋采用高次超靜定的剛梁柔墩的墩梁固接體系，區(qū)別于普通單孔剛構橋所采用的設混凝土鉸減少超靜定次數(shù)或以增大梁體(和橋墩) 剛度去適應不同工況下的內力變化的普通做法。采用柔墩以適應預應力次內力和溫度變化對梁體內力影響， 使得主梁受力趨向簡支梁受力性質，正彎距值增大，而負彎距值明顯減小。通過設置斜壁預應力混凝土拉桿來克服主梁變形和內力變化的影響。
4.1 結構內力分析計算
該結構為墩梁固接的剛構體系，從體系形成到結構受力按4個施工階段和使用階段劃分，施工階段分別為橋墩裸桿(含支架支撐) 并張拉橋墩預應力階段、主梁澆筑階段、張拉主梁預應力階段、主梁和橋墩支架拆除進行體系轉化的階段。使用階段考慮了恒載預應力、汽車荷載、整體溫升30 ℃、整體溫降20 ℃、上下梁溫差±10 ℃和混凝土收縮與徐變。計算縱橫向內力采用平面桿系假定，按空間塊理論進行應力復核， 利用橋梁通用計算程序進行內力分析計算，空間復核采用A S2BEST ′98 程序復核。根據(jù)各階段工況組合內力和應力的情況，調整斷面尺寸和預應力鋼束，將各階段受力和應力控制在安全范圍內。表1 列出控制斷面在使用階段主要應力變化和強度系數(shù)。
4.2 預應力鋼束布置
按計算結果，主梁和斜壁墩按預應力A 類構件設計，直壁墩按鋼筋混凝土偏心受壓構件設計。在主梁和斜壁墩布置預應力鋼束，鋼束采用
φj15.24 (270) 高強度低松弛鋼絞線， 標準強度
Rby= 1860M Pa。主梁縱向預應力鋼束為通長束， 共計73 束16×
φj15.24， 梁端設9 束12×
φj15.24 補強， 斜壁墩設48 束16×
φj15.24。錨具均為HVM系列錨具， 控制張拉力均為σ= 0175
Rby= 1395MPa。直壁墩配筋按φ25 鋼筋間距8 cm 布置。
5 施工過程
作為高次超靜定體系，如何有效利用預應力，是整個施工順序設計的重點。碧云大橋施工順序為：(1) 澆筑斜壁墩和墩頂部位的主梁；(2) 張拉斜壁墩預應力； (3) 澆筑其它部分橋墩和梁體；(4) 張拉主梁預應力；(5) 施工橋面系。
將斜壁墩分離出來原因在于：如果主梁與橋墩剛性連接，預應力鋼束提供斜壁墩預壓力會按梁體剛度與墩體剛度比進行分配，使得預應力沒有得到有效利用；同時這種施工方案存在裸桿穩(wěn)定性較差，且沒有減小主梁預應力對橋墩的影響等問題。在施工過程中對裸桿的支撐和預應力束張拉順序都進行了嚴格的控制，以保證整個施工過程中的安全。
本橋目前施工完成，一次落架成功，實測變形和理論計算吻合較好。
6 結束語
(1) 城市橋梁設計應根據(jù)橋位處實際地形情況、防洪、接線道路限制和景觀等具體情況合理選擇橋型；
(2) 對橋梁結構高度受到限制，同時景觀要求又較高的中等跨徑城市單跨橋梁，門型剛構橋型不失為一種較優(yōu)的選擇；
(3) 應對施工過程按設計要求嚴格控制，充分考慮施工的可行性，以達到預期目的。
