超长大跨度公铁合建桥梁结构体系研究

新建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥连接金塘岛和册子岛，桥位处海域宽2.7 km,最大水深93 m,地形复杂，桥梁设计难度大。为研究超长大跨度公铁合建桥梁合理结构体系，结合地形地质条件，选取主跨1 500 m悬索桥、斜拉桥及斜拉悬索协作体系3种桥型方案，对上部结构设计进行详细介绍，并从静力性能、动力性能、经济性能等方面对不同结构体系进行对比分析。研究表明：(1)与斜拉体系相比，协作体系桥可减小30%～50%的主梁内力和60%的桥塔内力，一定程度上解决了加劲梁承受巨大轴压力造成屈曲问题，并有效减小了桥塔规模；(2)与悬索桥相比，协作体系可减小50%的主缆内力，主缆钢丝和锚碇的工程量相应减小，施工难度得以降低，同时协作体系扭转频率更高，降低了结构在较低风速下发生涡激振动的可能性；(3)斜拉悬索协作体系能够充分发挥斜拉结构和悬索结构的组合优势，实现超大跨度的同时具有较大的纵向刚度和竖向刚度，满足铁路行车对结构刚度的要求；(4)对于主跨1 500 m级超长大跨度公铁合建桥梁，斜拉悬索协作体系经济性更好。