1、概况
武汉市晴川桥又称江汉三桥，位于汉江与长江交汇处，连接汉口和汉阳，该工程包括主桥、汉口岸副桥、沿河大道上下匝道桥、汉阳岸副桥、引桥工程，主桥为净跨280m的下承式钢管混凝土系杆拱桥（图1）。
图1 武汉市晴川桥全景
桥址处最大流量约11000m3/s，汉江汛期受长江顶托，流速较低，长江退水时最大流速可达4m/s以上，桥址处最高洪水位27.73m，施工水位21.0m,两岸第四系覆盖层厚43～50m，依次为人工填土、亚粘土、亚砂土、粉细中砂（混砾卵石），基岩为含粉砂泥岩，强、弱风化互层，天然含水量时单轴极限抗压强度平均12.35MPa。
设计标准
（1）、设计车速：主线40km/h，匝道25km/h。
（2）、桥面宽度：主桥标准宽度20m，其中双向四车道净宽15m，人行道2×2m（净宽），
图2 主桥桥型布置图（单位：cm）
（3）、设计荷载：汽车—20级，挂车—100，人群3.5kN/m2。
（4）、设计地震烈度：基本烈度6度，按7度设防。
（5）、通航标准：内河三级航道标准，通航净宽不小于150m，通航净高不小于10m。
图3 拱桁断面（单位：mm）
2、主桥结构
主桥桥型布置见图2。净跨280m，矢跨比1/5，拱轴线为悬链线m=1.543，主桥全长302.926m。
（1）拱桁
主拱桁架为等高度，全高5.50m，单桁宽2.40m，由四根φ1000×12mm的弦管加缀板组成上、下弦杆，弦杆内浇注C50无收缩混凝土，腹杆一般为φ400×10mm，拱桁截面见图3。横撑共11道，除拱顶横撑为矩形外，其余10道均为K撑，横撑平面布置见图4。
拱脚段采用混凝土拱肋，以抵抗车辆的意外撞击，其高度为按4.5m。
图4 横撑平面布置图（单位：m）
拱桁结构受力，以弹性理论、应力叠加法计算。
（2）拱座与基础
两岸主墩都将拱座与承台合并，选用8根Φ2.4m的基桩。全桥16根主墩基桩全都嵌入岩层，依岩性汉阳岸嵌入5.6~11.2m，汉口岸嵌入18.5~24.6m，两岸桩长51.5~66m。
基桩与墩柱（C25、C30混凝土）直径相等。每个主墩设两个分离式拱座（C40混凝土），其间以三根小横梁联结。每个主墩上设有四个限位支座。主墩构造见图4。
（3）系杆与吊杆
系杆是承受拱推力的关键结构，锚固于拱座尾端。全桥系杆共40束，其中36束为19股ф15.24钢绞线，4束为13股ф15.24钢绞线，极限强度1860Mpa。
每束系杆采用防锈油脂与外包PE（6mm）防护，锚具选用OVM体外索锚具，设有防松装置。
每根吊杆为61φ7镀锌高强钢丝，极限强度Rby=1670MPa，冷铸镦头锚具。吊杆下钢管与吊杆间，设有热塑管密封，并“打伞”防水。
（4）桥面结构
横梁为预应力结构，C50混凝土，简支带悬臂，吊杆横距19m。横梁高1.68~1.79m，配以4束6Φ15.24钢绞线。
桥面纵梁（C40混凝土）跨径5m，纵梁与横梁间以现浇无收缩混凝土形成固结。纵梁全高0.5m，预制高度0.42m，与0.08m现浇桥面形成组合截面。
图5 拱座与基础（单位：cm）
（5）拱桁吊装
图6 新型夹板螺栓式接头
钢管桁架分11段预制、吊装（全桥22段），最大吊重＜600KN，长度约25~30m，考虑到280m的大跨与吊装的稳定安全，吊装阶段在拱脚设置每管一个简支铰，形成吊装阶段纵、横向都是双铰的结构。阶段之间采用法兰接头。合龙段两端选用一种新型夹板螺栓式接头，见图6，可调整长度误差7.5cm。合龙后加焊外包钢板。
鉴于城区的拆迁困难，又有高压线的影响，缆索吊机很难寻到合适的主塔与后锚位置，采用h型双腿塔架、主扣塔合一的吊装方案，见图7。
图7 缆索吊机系统构造
3、主要技术特点和创新点
（1）主墩拱座与承台合一的结构，每个主墩仅有8根φ2.4m的基础。
（2）首创钢管拱夹板式合拢段的构造设计。
（3）在国内首次采用滚珠轴承支承系杆，为系杆张拉、变形及更换创造了必不可少的条件。
（4）缆索吊装施工的塔架与扣塔合二为一，节省了施工用料和场地。
（5）系杆受力监测系统：2003年更换系杆后，有34根系杆由19股改为22股，降低了应力水平从而提高了安全系数，并且每根系杆均设置了光纤光栅测力装置，与桥址区气温及拱座位移测量组成了一套远程适时监测系统。
（6）钢管热弯：制作单位通过新研制的W27Y-1000-T型中频弯管机进行热弯，这种弯管加热方法对管材加热能做到加热温度均匀，其构造与工作示意见图8。
图8 W27Y-1000-T中频弯管机示意
4、有关资料
桥名：武汉市晴川桥
桥型：下承式钢管混凝土系杆拱桥
跨径：280m（1/5）
设计单位：中交第二公路勘察设计研究院有限公司
施工单位：中铁大桥局集团有限公司
混凝土用量（主桥）：14045m3
钢材用量（主桥）：3100t
造价（主桥）：7543万元
建成日期：2000年12月
