墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程，左右幅主桥分别位于半径1 600 m和1 500 m的圆曲线上，依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道，桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题，创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案，左右幅主桥分别采用(248.95+248.95) m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25) m连续钢桁梁，转体长度分别为(248+248) m和(171+171) m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件，对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析，简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈，扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围；采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩，有效降低了墩柱截面尺寸，拓宽了钢管混凝土结构的应用范围；大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂，采用BIM正向设计技术，实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达，提高了设计效率。