1．概況
閔浦大橋位于上海市閔行區(qū)吳涇跨越黃浦江。主橋主跨采用708m雙層鋼桁梁斜拉橋（圖1）。
橋位河段河道順直，江面較闊，兩岸間寬度在500～700m，平均寬度約610m。上海地區(qū)年平均氣溫15.4℃，多年平均降水量1143.4mm，平均霧日天數(shù)為40天/年，夏末秋初有臺風(fēng)襲擊。上海地區(qū)百年一遇基本風(fēng)速33.8m/s；地震基本烈度7度；通航凈高39ｍ（含2m富余高度），凈寬330ｍ。
大橋上層為雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計車速120km/h；下層為雙向六車道地方道路，設(shè)計車速60km/h。
圖1 閔浦大橋全景效果
2．主橋結(jié)構(gòu)
主橋主跨為708m的雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，兩邊跨各設(shè)置四個橋墩（3個輔助墩和1個邊墩），其跨度布置為4×63+708+4×63＝1212m（圖2）。
圖2 閔浦大橋總體布置圖（m）
橋面縱坡為3.0%，其中主跨上層橋面處于R＝17000m的圓弧豎曲線上，下層橋面處于R＝16991m的圓弧豎曲線上。
中跨主梁為正交異性結(jié)合鋼桁梁，邊跨采用桁架組合梁結(jié)構(gòu)，腹桿采用鋼結(jié)構(gòu)，上、下層橋面采用混凝土內(nèi)包勁性鋼骨架。斜拉索采用高強(qiáng)度平行鋼絲拉索。
主塔采用直柱式Ｈ形塔，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主塔墩基礎(chǔ)采用直徑0.9m鋼管樁。輔助墩、邊墩采用雙柱式框架墩，輔助墩基礎(chǔ)采用直徑0.8ｍ的鉆孔灌注樁，邊墩基礎(chǔ)采用直徑1.0m～0.8m的鉆孔灌注樁。
(1)主塔墩基礎(chǔ)
主塔墩基礎(chǔ)采用φ900mm鋼管樁基礎(chǔ)（圖3、圖4）。浦東主墩承臺長86.8m，寬44m，厚度7m。浦東主墩基礎(chǔ)共計385根鋼管樁，鋼管樁長51.1m或53.1m，上部18m范圍內(nèi)填芯混凝土，以粉細(xì)砂層為樁端持力層。浦西主墩承臺長81.4m，寬44m，厚度7m。浦西主墩基礎(chǔ)共計345根鋼管樁，鋼管樁長66.5m，上部18m范圍內(nèi)填心混凝土，以青灰色粉細(xì)砂夾粘性土做樁端持力層。
圖3 浦東主墩樁位平面布置圖
圖4 浦西主墩樁位平面布置圖
(2)主塔
主塔采用直柱式Ｈ形塔，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（圖5），承臺以上高度210ｍ。主塔塔柱斷面為五邊形以利抗風(fēng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力及考慮建筑造型，順橋向為上窄下寬的獨柱型，塔頂部寬8m，標(biāo)高45.5m處寬11m，塔底寬14.5m。橫橋向為兩橫撐式框架型，塔柱寬度頂部為7.0m、塔底為9.0m，塔柱與上、下橫梁連接成框架結(jié)構(gòu)。上、下橫梁為箱型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。塔柱壁厚為變化值，索區(qū)短邊為1.2m，長邊為1.0m，塔底短邊為1.3m，長邊為1.1m。塔頂建筑構(gòu)造同時兼作起吊機(jī)房和養(yǎng)護(hù)設(shè)備用房。塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級為C50；為較好地控制主塔的外觀質(zhì)量，主塔均采用清水混凝土。
圖5 主塔結(jié)構(gòu)圖
(3)主梁
中跨主梁采用全鋼全焊接桁梁組合結(jié)構(gòu)，正交異性橋面板與桁架組合為一整體，共同受力（圖6）。桁式采用N形桁，桁高9m，主桁寬27m，節(jié)間長15.1m。橫斷面為倒梯斷面，斜拉索錨固于副桁邊弦桿上，通過橋面板傳至主桁。整體焊接節(jié)點，弦桿連同一個節(jié)點在工廠制成整體。主要施工工藝為節(jié)段整體吊裝。
圖6 中跨主梁斷面布置圖（m）
邊跨采用桁架組合梁結(jié)構(gòu)，Ｎ形桁架，倒梯形截面(圖7)。桁高9m，主桁寬27.0m，上層橋面外邊弦間中心距41.5m，節(jié)間長度10.5m，上、下橋面寬分別為40.5m、26.0m。腹桿采用鋼結(jié)構(gòu)，上、下層橋面采用混凝土內(nèi)包勁性鋼骨架。
圖7 邊跨主梁斷面布置圖（m）
(4)斜拉索
斜拉索采用高強(qiáng)度平行鋼絲外擠包高密度聚乙烯形式，全橋共8×22對。成品斜拉索具有優(yōu)良可靠的防腐體系，以保證拉索具有較長的使用壽命。成品斜拉索表面設(shè)有雙螺旋線或壓花等措施，以減小風(fēng)雨致振動的可能。斜拉索的減振采用外置阻尼器、減振橡膠塊及防風(fēng)雨振雙螺旋線或壓花等共同作用的方式。
(5)主塔架設(shè)和施工控制
主塔塔柱采用爬架配翻轉(zhuǎn)模板法施工工藝，爬架設(shè)計高度18m，塔柱外模采用翻轉(zhuǎn)大塊鋼模板，沿高度方向分作3節(jié)，每節(jié)高度4.5m，交替翻轉(zhuǎn)施工，每次混凝土澆注高度4.5m。每節(jié)段塔柱施工時，采取防止模板支承變形措施，當(dāng)塔柱每升高一定高度，設(shè)一道剪刀支撐，連接兩塔柱形成框架，以抵抗施工時的風(fēng)力。并設(shè)置施工臨時風(fēng)纜以抵御施工階段可能出現(xiàn)的大風(fēng)情況。
主塔橫梁采取鋼管支架結(jié)合鋼桁梁支架進(jìn)行現(xiàn)澆，外模采用大塊鋼模板，內(nèi)模采用組合鋼模板和億利式門架支撐施工。橫梁預(yù)應(yīng)力采用后張法施工。上層橫梁施工時鋼管支架支撐在下層橫梁之上，待上橫梁施工并預(yù)應(yīng)力張拉完成后從上至下依次拆除支撐鋼結(jié)構(gòu)，
(6)中跨主梁施工
中跨主梁標(biāo)準(zhǔn)梁段安裝采用一臺橋面吊機(jī)整體進(jìn)行，同步進(jìn)行斜拉索安裝、張拉施工。主跨鋼桁架節(jié)段工廠預(yù)制并拼裝成整體、駁船運輸至現(xiàn)場起吊安裝。合龍段采取兩臺橋面吊機(jī)抬吊的方式。
3．主要技術(shù)特點和創(chuàng)新點
?。?）閔浦大橋主墩承臺體量大，混凝土方量達(dá)兩萬多方，如何有效控制因大體機(jī)混凝土施工降溫差和收縮差產(chǎn)生的貫穿性裂縫是整個承臺施工的關(guān)鍵點和難點。為了保證大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，從混凝土原材料、混凝土澆筑和混凝土養(yǎng)護(hù)等各個環(huán)節(jié)都采取了相應(yīng)的措施。原材料方面，如選用水化熱低和凝結(jié)時間長的低水化熱普通硅酸鹽水泥；采用緩凝減水劑外加劑，以減少和避免混凝土因溫差而引起的溫度應(yīng)力裂縫；摻加適量粉煤灰以降低水泥用量和水化熱等?；炷翝仓r采用分塊分層的澆筑順序，嚴(yán)格控制每層混凝土的澆筑、振搗厚度。混凝土養(yǎng)護(hù)時，根據(jù)混凝土分層澆筑的施工特點，將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，并在下層承臺混凝土中間布置冷卻水管等。
?。?）閔浦大橋中跨采用鋼桁梁與正交異性板結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)為國內(nèi)大跨斜拉橋首次采用。其主桁空間受力特性、鋼桁梁加工制造、雙層橋面防火設(shè)計等均有較高的技術(shù)含量，具體體現(xiàn)在：
?、偻ㄟ^對帶肋壓彎共同作用桿件的穩(wěn)定性研究對現(xiàn)有設(shè)計規(guī)定進(jìn)行補充。
由于閔浦大橋橋面系結(jié)構(gòu)與主桁桿件的連接是偏心連接，本橋的桁架弦桿不同于常規(guī)的鋼桁梁，而是屬于帶加勁肋的、有雙向彎曲和扭矩作用的壓彎扭共同作用桿件，目前規(guī)范中對這種帶肋壓彎共同作用桿件的穩(wěn)定性計算沒有提供方法和數(shù)據(jù)，因此，本橋的此項研究將填補現(xiàn)有規(guī)范的此項空白。
?、谡w節(jié)段工廠制造、現(xiàn)場整體安裝的主梁制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究。
雙層正交異性板桁結(jié)合鋼桁梁在我國是第一次制造，且主梁安裝采用整體節(jié)段在工廠制造，再在現(xiàn)場整體安裝的方法，也是在國內(nèi)首次采用，因此本橋的主梁制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將成為現(xiàn)有鋼梁制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要補充。
?、壑锌缰麒焐蠈拥装寮跋聦觾蓚?cè)鋼桁架的鋼結(jié)構(gòu)防火研究。
國內(nèi)有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計規(guī)范主要是針對室內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)。而本橋處于開放的大氣環(huán)境中，大橋下層的凈空高度約7ｍ，與一般的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)顯著不同，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的防火沒有規(guī)范規(guī)定，也沒有先例及工程實例，本工程的防火專題研究具有開拓型和創(chuàng)新性，將為以后類似研究提供參考和借鑒。
?。?）閔浦大橋邊跨加勁梁擬采用桁式腹桿組合梁體系、且上下弦桿以及節(jié)點外包混凝土，形成型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式新穎，在世界上不多見，在國內(nèi)外都是首次用于斜拉橋，具有很高的技術(shù)含量。為了對邊跨桁式腹桿組合梁的受力性能有較清晰的認(rèn)識，較好的指導(dǎo)設(shè)計，而進(jìn)行了專項的研究。其中，對桁架組合梁的合理構(gòu)造以及受力性能的研究，對焊釘以及開孔板連接件的受力性能及設(shè)計取值研究、索梁錨固區(qū)細(xì)部構(gòu)造以及連接件布置研究、橋面系的布置及裂縫預(yù)防措施研究、組合結(jié)構(gòu)弦桿的受力性能及連接件布置研究、主跨與邊跨接頭區(qū)受力特性與合理構(gòu)造的研究都將為今后推廣類似結(jié)構(gòu)提供參考和借鑒。
?。?）閔浦大橋為雙層大橋，其結(jié)構(gòu)抗震性能研究具有較大創(chuàng)新性。由于雙層斜拉橋主梁高度較高，質(zhì)量集中于上下弦處，類似雙支點體系，其主梁本身的抗震性能也是抗震研究的關(guān)鍵，此外塔梁、墩梁連接方式，減隔震措施在上、下層橋面的設(shè)置方式，也會對橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能有很大的影響，這些都不同于常規(guī)的單層橋梁。
?。?）閔浦大橋主梁為雙層桁架結(jié)構(gòu)，其抗風(fēng)性能的研究具有較大的創(chuàng)新性。有關(guān)雙層鋼桁架斷面的氣動力特性研究，國內(nèi)外均缺乏先例。對本橋的抗風(fēng)性能研究將成為今后類似結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能研究的重要參考。
4．有關(guān)資料
橋 名：上海閔浦大橋
橋 型：雙塔雙索面鋼桁梁斜拉橋
跨 徑：708m
橋 址：上海市
設(shè)計單位：上海市政工程設(shè)計研究總院
施工單位：上海建工集團(tuán)
混凝土用量：166000 M3
鋼材用量：83700 t
造 價： 12.69 億元
