简介

重建原因

重建

青州闽江大桥

简介

六一路闽江大桥（又称闽江二桥）位于福建省福州市区，跨越闽江，连接台江仓山两区，从1970年建成至1993年（鳌峰大桥建成）的23年间，闽江大桥一直是市区惟一能通行重载的跨闽江桥梁，为福州市的经济建设作出了突出的贡献。1994年为满足日益增加的交通流量，大桥桥面从18米拓宽至27．2米，增加了2个非机动车道。

重建原因

作为闽江南北交通的主通道之一，闽江大桥运营30年来，一直处于超负荷运营状态。受当时建桥客观情况及施工技术的影响，加上多年超负荷运转和水文情况的变化，大桥目前存在较严重的病害，桥梁水中承台及部分桩基存在不同程度的损坏。自1999年发现病害以来，市委市政府高度重视，大桥实行了交通管制，限载限速，仅允许小汽车通行；同时有关部门对桥面沉降进行24小时监测，还多次邀请国内知名桥梁专家进行会诊。考虑到大桥建设时间早，设计荷载标准低，无抗震设防，即使加固仍达不到原设计标准及四级航道标准，更满足不了现行城市桥梁规范要求和城市“东扩南进”的发展需要，因此大桥拆除重建十分必要。

重建

根据福州市总体规划，六一路闽江大桥重建工程设计范围北起台江路，南至观海路，工程包括主桥、南北引桥、南北接线及桥北台江路立交改建工程。新桥梁性质为城市桥梁，拟采用46米+75米+80米+75米+46米预应力砼连续箱梁平交方案，大桥两端分别与江滨大道及南江滨大道平交，桥梁全长322米，桥面总宽度31米，主桥按近期四车道设计，两侧分别设非机动车道和人行道，预留远期改非机动车道为机动车道后的六车道桥面。设计荷载为城—A级；设计行车速度为50公里/小时。工程基本造价为7329万元。于2003年10月动工。由主桥、南引桥道及南岸过街天桥组成，全长500米，主桥长322米，桥面标准宽31米，设计行车速度为50公里/小时，桥下设计为四级通航标准。为提高桥梁南北岸交叉口的通行能力，北岸还增加了两个机动车道，南岸引道两侧则建设了闸道和过街天桥，避免行人和机动车在环岛处混行，影响交通。于2005年1月18日竣工通车。

青州闽江大桥

位于福州市马尾区青州路及长乐县筹东村之间，是福州长乐国际机场连接福州市区的专用通道上跨越闽江的交通工程，目前已成为同三线国道的组成部分。这一重大工程对福建省改革开放、发展经济、对台交流有着巨大的促进作用。 今年即将建成的青州闽江大桥是一座主跨为605m的双塔双索面叠合梁斜拉桥，其跨度在同类型桥梁中列世界第一。桥宽29m，主梁采用工字型边梁与预应力混凝土桥面板叠合断面。A字型桥塔高175m。空间索面、梁上索距为13.5m。

由于大桥地处福州沿海地区，这一地区每年都会遭受到台风的侵袭。按照当地气象部门提供的风速资料以及我国交通部颁发的《桥规》。福州地区基本风速为33.4m/s，换算到桥面高度的设计基准风速为46.3m/s，颤振检验风速为70m/s。要求还是比较高的。因此，大桥设计方案成功与否的关键技术问题之一就是大桥的抗风稳定性能是否有保证。

青州闽江大桥方案的可行性研究开始于1993年。这第一轮的斜拉桥方案研究包括605m主跨、闭口钢箱梁和分离边钢箱叠合梁的比选以及采用闭口钢箱梁主梁、主跨为685m斜拉桥动力特性的分析比较。

第二轮斜拉桥方案的优化设计是在1998年第一季度。针对选定的叠合梁主梁形式进行了6个断面方案12种组合的对比试验。

第三轮斜拉桥方案的设计调整是在1998年第三季度至1999年第二季度。由于有第二轮方案仔细比选的基础，对二次重大调整的方案进行了有目的的试验研究。最后通过全桥气弹模型风洞试验再对节段模型试验的结果进行了确认，提出了建议。

二、方案的演变和结构动力特性的比较

设计方案的演变主要体现在：①主梁的断面形式由最早的闭口钢箱梁，渐变成带两个分离钢箱的叠合梁，最后采用带两极工字型边梁的叠合梁。②主梁的宽度由原先的23.5m，经过25.5m直达29.0m。②梁上索距由原来的16m缩短到9m，再恢复到16m，最后调整为13.5m。

先后采用了线性空间有限元动力分析程序和美国AnsyS软件公司授权的结构分析软件包对大桥各方案的结构动力特性进行了计算分析。为提高分析的精度，主梁均采用了”三梁式”计算模型[1]，计入了约束扭转刚度对结构扭转频率的影响。

主梁选用不同的闭口钢箱梁、分离边箱叠合梁、工字型梁叠合梁断面型式，结构的一阶对称扭转频率分别为0.8692Hz，0.593llHz和0.5346Hz。工字边梁叠合梁方案的扭转基频比闭口钢箱梁低了39%。可以预计与扭转频率密切相关的颤振临界风速会随之降低，这一变化对结构的抗风稳定性能影响很大，需引起特别关注；一阶对称竖向频率的变化从 0.28Hz降到 0.21Hz左右，减小约 25%；由于桥宽的增加，一阶对称侧向弯曲频率从0.18Hz增大到0.21Hz，增幅14%。

三、抗风稳定性试验的全过程及结果分析

抗风稳定性试验采用弹簧悬挂二元刚体节段模型先后在本实验室TJ-1号和TJ-2号边界层风洞内进行。风洞试验尺寸分别为 1.2m（宽） X1.8m（高） X 18m（长）、3m（宽） X2.5m（高） X 15m（长）。空风洞试验风速范围分别为 0.5～32m/s和 0.5～68m/s，连续可调。选取的几何缩尺比分别为1:65和1:50。在模型的两端设置了二元端板，试验装置具有改变模型与来流之间相对攻角的变换机构。

弹簧悬挂二元刚体节段模型风洞试验除了要求模型与实桥之间满足几何外形相似外，原则上还应满足弹性参数、惯性参数、阻尼参数三组无量纲参数的一致性条件。试验弹性参数对成桥运营状态模拟了一阶对称扭转和一阶对称竖向弯曲振动。为了考虑全桥振动效应，模型的质量系统采用了等效质量和等效质量惯性矩[2」。模型系统的阻尼比竖向弯曲运动为0.2%，扭转运动力0.3%左右。

试验在均匀流场中进行，攻角范围取十3°~－3°，约束条件采用竖向弯曲和扭转两个自由度耦合的方式，抗风稳定性试验工况合计五十多个。试验给出了成桥运营状态风速与气动阻尼比的关系曲线。假设叠合梁结构的阻尼比为1%，由该曲线可以得到各攻角下对应的颤振临界风速值。各阶段所有方案成桥运营状态的颤振临界风速值汇总可以看出：

（1）闭口钢箱梁断面结构的颤振临界风速远高于叠合梁断面。

（2）本桥采用叠合梁断面（分离边箱梁或工字边梁）倘若不采取任何气动抗风措施，则不能满足大桥抗风稳定性的要求。

（3）增设导流板的比选试验得到明确的结论，在本桥主梁断面（工字型边梁叠合梁）上采用这种气动措施效果良好，颤振临界风速会有很大的提高，从而改善结构的抗风稳定性能。

（4）气动措施的优化试验结果得到了全桥气弹模型的确认，即在主梁断面两侧增设DLI型导流板（宽lm，高lm）后，大桥就能满足抗风稳定性的要求。