１．概况
北京五环路石景山南站高架桥，全长1180m，主桥采用四跨连续独塔预应力混凝土曲线斜拉桥（图１），全桥位于16000m竖曲线、1900m平曲线上，桥面超高横坡为2%，桥下铁路净高不小于9.0m。
北京属中纬度暖温带，具有典型的暖温带半湿润大陆性季风气候。年平均气温10～12℃左右。全年无霜期180～200天。年平均降水量600mm。基本风压W0=600Pa。地表土层厚约1～4m，土层下为厚约50m砂卵石层，再下为泥岩和砾岩。桥址场地没有不良地质现象，处于地震基本烈度8度区内。
本桥采用为六车道高速公路标准，设计速度100km/h。大桥以49º的斜交度跨过石景山南站咽喉区，现有电气化铁路7股道，远期规划为11股道，铁路线间距小，行车密度大。为了减小施工对桥下铁路交通的影响，大桥采单铰平转转体法施工，转体梁部长度168m，转体重量14000t，创造了曲线桥梁单铰转体重量的新世界记录。
图1 北京五环路斜拉桥效果
２．主桥结构
主桥为45m+65m+95m+40m=245m四跨连续独塔单索面的预应力混凝土部分斜拉桥（图2），采用塔、梁、墩固结体系，索塔高度与中跨的比例为0.389。
图2 桥型布置（单位：cm）
⑴ 主梁
采用单箱三室大悬臂C50预应力混凝土箱梁结构，顶板宽28.76m、底板宽17.0m、梁高2.5m。箱梁内顶、底板厚26cm，悬臂板根部厚60cm，端部厚20cm。为了将曲线箱梁的重心尽量调整到箱梁中线处，将内、中、外腹板厚度分别定为50cm，35cm，35cm，75cm（图3）。在斜拉索锚固点处顶板、腹板局部加厚（图4）。
图3 主梁一般横截面(单位：mm)
图4 主梁斜拉索锚固点处截面(单位：mm)
⑵ 主塔
本桥为单索面斜拉桥，为了加强顺桥向刚度、改善景观效果，采用了顺桥向的倒“Y”字形结构（图5）。采用C50混凝土，顶部高19m，倒“Y”字交叉部高度为6m，下部高度为14m。主塔下部为实体段，横桥向厚度为2.0m，为了加强主塔的横向刚度，塔的下部顺桥向采用变宽度（由交叉点的3.27m变为根部的4.0m）的结构形式，并在内部设置有宽翼缘热轧T型钢；主塔中部顺桥向宽度为5.1m、横桥向厚度为2.0m；主塔上部为斜拉索锚固区，采用箱形截面，顺桥向宽度为5.7m、横桥向厚度为2.4m。主塔顶部的斜拉索锚固区布置有环向预应力。
图5 主塔轮廓
⑶主墩
主墩采用下部中心距10.0m、上部中心距为8m的C50混凝土双薄壁墩，墩高10 m、宽12 m、厚2.0m。为了方便桥梁的转体施工，将主墩根部3.0m部分连成边长为12m的正方形实体段，转体完成后与承台固结，形成塔梁墩固结的斜拉桥体系。
⑷斜拉索
全桥共设斜拉索六组，每组斜拉索由2根PES（FD）7-451低应力新型索体的双层PE热挤聚乙烯拉索构成（1670Mpa高强低松弛镀锌钢丝）。为了以后斜拉索更换的需要，在主梁、主塔上预留了临时斜拉索的张拉锚固构造。
PES（FD）7-451拉索是由451根 ø7钢丝组成的大节距扭搅平行钢丝索体，其直径和设计索力是目前国内最大的，为此在锚具的设计、冷铸料的配方、制索工艺、超张拉及静载试验等方面均作了深入的研究。
⑸转体结构及主墩基础
转动体系主要有中心球铰支撑和环道支撑两种，前者摩阻力力矩小，转动时所需的牵引力较小，后者摩阻力力矩大，转动时所需的牵引力较大。一般说来，单铰体系需要的施工机具、场地比环道支承体系的要少，因而经济性较好、技术难度大，目前世界上还没有万吨级转体法施工的曲线桥梁。根据桥位所处的地理条件，研究提出了转体施工方案和相应的结构设计方案(图6、图7、图8)。
图6 转体立面布置
主墩承台厚5m，其中转体施工阶段厚4m，余下1m在转体施工完成后现浇。承台下共有18根φ1.5m的钻孔灌注桩，承台主体部分边长为15.2m，桩的中心距为4.2m、桩长为30m。为了放置转体施工牵引索反力座，承台两侧各增加长4m、宽4.4m、厚4m的平台，并与承台共同受力。
图7 转体系统总布置(单位：cm)
图8 转体部分主梁布置(单位：cm)
图9 转体准备就绪
３．主要技术特点和创新点
本桥单铰转体重量达14000t，国内外还没有万吨以上转体法施工曲线斜拉桥的先例。
⑴转体法施工的预应力混凝土单索面曲线斜拉桥，单铰转体重量达14000吨的转体结构设计与重心控制技术；
⑵斜拉索设计索力1250t，主梁、主塔上每一锚点2束达2500t集中力的斜拉索施工与锚固点局部应力处理技术；
为了有利于转体施工、降低工程造价、便于维修养护，斜拉索采用稀索体系，每一锚固点处两束斜拉索合计2500t的集中力，索力居国内第一位，设计中没有使用常规的模型试验法，转而采用先进的计算机仿真技术和新型7-7φ5低回缩量（〈1mm）钢绞线群锚预应力体系，提出了全新的斜拉索锚点构造设计和局部应力处理技术，克服了使用高强精扎螺纹钢筋作为预应力筋带来的预应力钢筋间距较小、有效预应力不好控制及普通钢筋无法布置的缺点，提高了工程可靠性、降低了工程造价。
⑶ 14000吨转体球铰设计与施工技术。
转体总重量14000吨，上、下盘混凝土均为C50，球铰结构由钢面板、四氟块、混凝土组成，球铰的直径由混凝土压应力和上下面板间圆形聚四氟乙烯滑板的压应力控制，聚四氟乙烯滑板的设计应力达89MPa，创全国之最(图10)。
图10 球铰
北京五环路斜拉桥获詹天佑土木工程大奖、国家优质工程银质奖。
４．有关资料
桥 名：北京五环路斜拉桥
桥 型：独塔曲线PC斜拉桥
跨 径：95m
桥 址：北京市
设计单位：中铁工程设计咨询集团有限公司
施工单位：中铁大桥局集团第一工程有限公司
混凝土用量：11310 m3
钢材 用量：2389.3 t
造价：1.3亿元
建成 日期：2003年10月
图10 球铰
