图1. 南坪三期快速路线位

多弦杆组合梁改良结构箱梁

马峦山公园1号桥

波形钢腹板PC组合箱梁桥较传统PC箱梁桥，不但减轻了主梁自重，改善了施工性能，而且提高了预应力效率，降低了工程造价。考虑传统的波形钢腹板在浇筑混凝土底板时较为麻烦，采用受压性能优越的钢管混凝土弦杆替代混凝土底板。法国的Maupre高架桥采用钢管混凝土为下弦杆，通过波形钢腹板与混凝土桥面板上弦形成整体。但单根管的倒三角形结构自身稳定性差，下弦单管可操作空间有限，另外，不太适用于跨径大或桥面宽的桥梁。

受Maupre桥主梁构造启发，经与福州大学陈宝春教授研究，提出了新型组合结构——波形钢腹板－双管弦杆－混凝土板组合梁，并申请了发明专利。该结构是由混凝土板上弦和哑铃形钢管混凝土下弦，通过波形钢腹板连接组成。结构受力方面，组合梁在连续梁跨中正弯矩处，可利用混凝土顶板抗压强度大的特点来承受压应力，利用下弦钢管抗拉性能好的优势承受拉应力；同时，在支座处可由施加了预应力的混凝土顶板和抗压强度高的钢管混凝土下弦杆共同承受负弯矩的作用。

图2. 多弦杆组合梁改良结构图

马峦山公园1号桥位于大山陂—矿山水库南侧水源保护区内，为了减少施工期间对环境的影响，本项目采用多弦杆组合梁改良结构。道路等级为城市快速路,行车速度80km/h。桥梁分为左右两幅桥，其中左幅桥为45m一跨简支箱梁，右幅桥为3×45m连续结构箱梁，每幅箱梁均为双箱单室断面，每幅桥全宽20m。该桥主梁由混凝土顶底板、波形钢腹板、下弦杆、钢桁连接等构成。

图3. 马峦山公园1号桥效果图

改良结构的创新点

马峦山公园1号桥是结合了常规钢桁架组合梁和波形刚腹板组合梁的优点所做的一种改良和创新桥梁结构形式，同波形钢腹板PC组合箱梁相比，由于采用钢管下弦杆代替混凝土底板，减轻主梁自重，提高结构抗裂性和整体性。与桁架组合箱梁相比，避免了腹杆与底管相贯节点，很好的解决了节点疲劳破坏问题，具有较强的抗形变能力和延性；具有自重轻、抗震性能好、结构抗裂性和整体性能优异的优点。

下弦杆采用双钢管，施工空间大，整体稳定性好，承载力较高，更适合桥面宽度较大的市政箱梁桥结构。

该组合箱梁工厂化程度高，施工简便、快捷，最大限度减少施工对于周围生态环境的破坏，环保性能好。

与钢箱梁及常规钢组合梁相比，造价低，用料省，易于设计和施工，可实现中、小跨桥的无支架施工。且桥梁景观协调性较好，配合周边环境具备独特的景观效果。

图4. 施工中的马峦山公园1号桥

马峦山公园1号桥是现今国内外组合梁中的一种新颖结构桥型，是在传统组合梁基础上进行改进，具有研究价值的桥型结构。因此在该桥基础上，开展该新型截面的试验研究、结构受力分析和静动载试验研究。详细内容包括：多弦杆组合梁改良结构箱梁新型截面试验研究；多弦杆组合梁改良结构连续箱梁结构抗弯性能试验研究；成桥静动载试验研究。并且与福州大学合作，通过试验和有限元建模计算，对多弦杆组合梁改良结构箱梁桥抗弯及抗扭性能进行了研究。

图5. 福州大学试验梁加载装置图

图6. 实桥有限元模型

整体式无伸缩缝桥

无伸缩缝桥梁的优势

桥台无缝桥梁结构具有良好的整体性和无伸缩缝装置。良好整体性指能提供结构的抵御外界极端环境作用（地震，山洪，泥石流，车辆超载等）的能力和结构的足够冗余度，防止或减缓结构的连续倒塌和经常性破坏，防止落梁的发生。而无缝化可以使桥面没有伸缩装置，桥面变得连续、平整，一方面使得行车更舒适，另一方面也减少了伸缩装置易损坏带来的养护成本，从而也提高了桥梁的耐久性。与常规桥梁相比，无伸缩缝桥梁具有造价及维护成本低、行车舒适、耐久性好、社会效益和经济效益明显等优势。

图7. 一些已破坏、损坏的伸缩缝

目前，桥梁伸缩缝这一薄弱环节一直没有得到根本性解决。而无缝桥梁除了提高桥梁的使用性能、交通服务水平、减少养护维修费用外，由于整体式好，具有较强的抵抗强震、特大洪水作用下的落梁和倒塌的能力，因此，也成为桥梁作为生命线工程中重要组成部分的多灾害防治采用的重要手段。

马峦立交主线桥

依托本项目马峦立交主线桥开展无伸缩缝箱梁桥的应用，将南坪快速建设成为一条具有国际先进水平的高性能、低维护、高耐久、环境友好的现代快速通道。

图8. 施工中的马峦立交主线桥

马峦立交主线桥桥长90m，左右幅均为17m宽。桥梁跨径组合为3×30m，该桥采用全整体式桥梁，即桥梁上部结构和下部结构连成一体，取消全桥所有伸缩缝和支座，梁体由于温度变形等产生的纵桥向伸缩量主要通过桥墩和桥台下柔性桩及桥梁两端的桥头搭板予以吸收并传递到土体。由于没有支座和伸缩缝等易损构件，无缝梁桥设计可以减少桥梁后期昂贵的维护费用，降低工程综合造价；由于无接缝，凭证的桥面很大程度提高了行车舒适度，减少汽车冲击力；无缝梁桥良好的整体性也提高了桥梁的抗震性能。

图9. 实桥有限元模型

深圳市市政设计研究院与福州大学合作，对整体式无伸缩缝桥的关键问题进行了科研研究。详细内容如下：

（1）整体桥桩-土相互作用研究。

（2）整体式桥和截面温度分布和季节性温度变形及计算方法研究。

（3）整体桥Z形搭板工作机理研究。

图10. 整体桥Z形搭板试验示意图