1 工程概述
来宾市红水河二桥北接兴宾北路，南接规划兴宾南路，是横跨来宾市区南北的重要交通干道。主桥上部构造为110m+190m+110m三跨预应力混凝土连续刚构，引桥上部构造为2×40m预应力混凝土连续梁桥。全桥分左、右幅结构各自独立，主桥桥墩最高34.5m。该桥正交跨越红水河，桥位段河流常年水位在6O～71m左右，枯水位一般在53～54m之间。桥位下伏基岩为石炭系马平组燧石灰岩、硅质灰岩。桥址地处亚热带，过渡的亚热带季风气候带。年平均气温为28.5℃，极端最高气温为39.5℃，极端最低气温为-3.3℃。
2 主要技术标准
(1)道路等级及计算行车速度：城市主干路II级，计算行车速度50km/h。
(2)荷载：由于主跨为190m，超出了《城市桥梁设计荷载标准》(cJJ 77-98)适用范围，故采用公路I级荷载。人群：315kN/m2。
(3)桥宽：2×(0.25m人行道栏杆+2.Om人行道+3.25m非机动车道+7.75m机动车道+O.5m防撞栏杆)，桥面宽度为27.5m，双向4车道，远期规划划线调整为双向6车道。
(4)地震烈度：区域震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度小于0.05g，相当于地震烈度6度，按7度构造设防。
(5)通航标准：航道等级内河Ⅲ级，双向通航，有效通航净宽不小于130m，净高不小于10m，最高通航水位按10a一遇洪水位。
(6)桥面纵坡及竖曲线：桥面纵坡3.2%，竖曲线最小半径5000m 。
(7)设计基准期100a，设计安全等级一级。
(8)防洪标准：按百年一遇设防，H1/100=83.39m。
3 总体设计
桥位处于来宾市区，具备相对较好的运输条件，桥型方案设计过程中，力求体现技术先进可靠、经济合理适度、施工方便可行、使用安全耐久、人文景观协调的原则，并结合初步设计专家评审意见，主桥选择连续刚构桥方案，桥跨布置以施工安全可靠为中心，引桥采用一次落架的预应力混凝土连续箱梁桥方案。桥跨布置图见图1。
4 主桥结构设计
4.1 箱梁构造设计
上部结构为预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部梁高10.5m，跨中梁高3.5m，顶板厚26cm，底板厚从跨中至根部由40cm变化为150cm，腹板从跨中至根部分3段采用50，70，lOOcm三种厚度，箱梁高度和底板厚度按1.5次抛物线变化。箱梁典型断面见图2。箱梁顶板横向宽13.5m，箱底宽7.5m，翼缘悬臂长3m。箱梁0号节段长15m(包括墩两侧各外伸2m)，每个悬浇“T”纵向对称划分为21个节段，梁段数及梁段长从根部至跨中分别为6×3.5m、5×4.0m、10×4.5m，节段悬浇总长87.5m。悬浇阶段最大控制重量2550kN。边中跨合拢段长均为3m，边跨现浇段长13.5m。箱梁根部设4道厚0.5m的横隔板，中跨跨中设1道厚0.6m的横隔板，梁端横隔板厚180cm。箱梁采用C60混凝土。
4.2 箱梁预应力体系
结合结构分析和工程经验。笔者对主桥上部结构按全预应力混凝土构件设计，采用三项预应力，纵向预应力钢束分为愎板束(F1-F20)、顶板束(T1-T38)、顶板预留束(TY)、底板束(B1-B20)、合拢段顶板连接束(T39-T42、L)及底板预留束(BY)6类。纵向预应力采用Φj15.24mm的预应力钢绞线(ASTM、A416-98，标准强度fpk=1860MPa)，预应力束布置图见图3。
横向预应力采用Φj15.24mm的预应力钢绞线，BM15～3扁锚体系，设计单根张拉吨位169kN，采用单端张拉方式.竖向预应力钢筋采用公称直径32mm的精轧螺纹粗钢筋，0号～9号梁段每侧腹板各按2根布置，支承端两侧各按3根布置，其余梁段按单根布置。设计张拉吨位543kN。采用梁顶一端张拉方式，相应锚具采用YGM32型。纵向预应力束管道采用预埋塑料波纹管成孔，真空辅助压浆工艺。
4.3 下部构造
主桥桥墩墩身采用两端刚性固接的钢筋混凝土双柱式柔性墩，纵向由两片薄壁墩组成，每片薄壁墩的下段为矩形实心截面，上段为矩形空心截面，横桥向宽7.5m，顺桥向厚2.2m，两片墩间净距为6.6m，墩身外侧距离11.0m，墩身构造图见图4。主墩基础为扩大基础，完全嵌固于基岩中，厚度为5m。主引桥间过渡墩为钢筋混凝土墙式墩、桩基础，承台厚3m，桩基为单排桩2根，桩径2.5m，嵌入微风化基岩2.5m以上。主桥墩身采用C50混凝土，过渡墩墩身采用C30混凝土。
5 结构计算
5.1 主桥纵向受力计算
主桥施工及运营阶段的纵向受力计算采用《桥梁博士V3.03》主算，《公路桥梁结构设计系统GQJS v9.2》校核计算。施工流程为：下部结构施工完成后，在墩旁托架上浇筑0号块，其余块件(除合拢段及边跨现浇段外)均以挂篮悬臂对称浇筑，并张拉各阶段预应力钢束，直至最大悬臂；然后按先边跨后中跨的顺亭依次合拢；最后进行桥面系施工。按此流程逐阶段计算结构各截面内力、应力和位移，每个悬臂的施工包括挂篮就位、梁段浇筑、张拉预应力及挂篮前口等4个子阶段。成桥运营计算包括恒裁、活载、支点沉降及口度等工况，按新规范进行最不利荷载组合。
计算参数：合拢温度为15℃，体系升温22℃，体系降温18℃，箱梁顶板升温15℃及地板降温8.8℃。不均匀沉降按20mm计算。
计算结果：在最不利荷载组合下，箱梁上缘最小应力为压应力1.06MPa.箱梁上缘最大应力为压应力18.4MPa；箱梁下缘最小应力为压应力1.41MPa，箱梁下缘最大应力为压应力12.9MPa。计算表明。主梁截面抗裂验算、抗压验算、承载能力强度验算等均满足规范要求。
5.2 主桥横向计算
箱梁横向按框架计算，分别取根部、1/4L以及跨中断面建立计算模型。活载按最不利情况分别在顶板跨中和挑臂根部布载计算内力。经计算，横向预应力采用Φj15.24mm的预应力钢绞线，BM15-3扁锚体系，设计单根张拉吨位169kN，采用单端张拉方式。
6 设计特点
从上世纪70年代开始，连续刚构桥在我国桥梁界得到推广，跨径越来越大。结构体系构造措施日趋合理完善，该桥的主跨跨径和桥梁长度已在国内同行业中处于前列。从已建连续刚构桥使用运营情况来看，病害不时出现。主要是主跨跨中的下挠，以及存在一些裂缝，尤以斜裂缝为普遍，虽然不至于影响结构正常使用，但裂缝的长期存在必将影响结构的耐久性能。笔者根据业内资料分析，在设计中采取了相应对策：
(1)适当延长箱梁节段施工周期以减小混凝土后期徐变。规定所有预应力施工都应该在箱梁混凝土养护龄期不小于5d进行，每个节段的完整施工周期为10d。
(2)增大跨中预拱度的设置。影响梁的挠度因素较多，且有不确定性及长期性，因此收缩、徐变完成按10a考虑。
(3)正确布置预应力束。尤其是弯起束以确保有效的预应力。该桥设计中从根部到接近跨中都设置了弯起预应力束，且针对布置下弯束和不布置下弯束两种情况进行了对比计算，计算表明布置了下弯束后可有效减小截面的主拉应力，提高箱梁斜截面的抗剪承载力。
(4)中跨跨中设置了l道厚0.6m的横隔板，能有效抵抗底板纵向预应力束产生的径向力，避免跨中底板产生纵向裂缝。
来宾红水河二桥是目前国内市政工程中的特大型连续刚构桥梁。通过先进的计算分析和有关的课题研究，精心设计，努力创新，使该桥上下部结构尺寸合理、比例协调，全桥气势宏大，庄重沉稳又不失轻盈美观，符合安全、经济、实用、美观的原则，现正在施工建设之中。
