一、 工程概况
丫髻沙大桥是广州市环城高速公路西南环上跨越珠江主航道的一座特大桥，上邻有白鹤洞大桥，下游望洛溪大桥。本段江面宽广，河道顺直，桥轴线与河道流向约70度角斜交。江中水位、水深及江水流速的变化均受珠江口潮汐的控制，见图1。
图1 广州丫髻沙大桥
大桥南北两岸、丫髻沙岛及江底均被第四系全新海陆交互堆积土层覆盖，土层厚度为4～15 m，下伏基岩为粉砂岩与泥灰岩互层，岩层硬度不均。
广州地区属暖亚热带气候，受海洋季风影响，气温较高，多台风及暴雨。年平均气温21.9度，极端最低气温0度；极端最高气温38.7度。年降水量1699.8mm，极大风速36～38m/s。
主要技术指标：
桥面净宽32.4 m，总宽36.5 m，双向六车道。桥梁设计荷载为汽车--超20级，挂车--120，桥下通航净空为34 m×137 m。地震裂度：7度，按8度设防。风力：基本风压为Wo=800Pa，极大风速38m/s。船舶撞击力：主航道按通行7000t船舶计。
二、 主桥结构
全长1048 m，主桥为76m+360m+76m的三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥。矢跨比1/4.5，拱轴系数m=2。边拱拱肋为上承式双肋悬链线半拱，采用钢管劲性骨架外包钢筋混凝土的单箱单室等截面。其桥型结构见图2。
图2 桥型布置图（单位：cm）
（1） 基础、承台及拱座
9、10号主墩拱座下为上下游群桩基础布置的整体式刚性承台，两承台为实体式钢筋混凝土结构，混凝土数量为14388m3。拱座采用相对刚度较小的横系梁联成一体，混凝土数量为4632m3。
为了能让由边拱拱肋、拱座、主拱拱肋及施工用索塔组成的体系在承台上平转，拱座承台设计如图3所示，其下共有Ф3.0m桩24根、Ф2.0桩10根，承台及滑道均能承受重达13600t的施工荷载。
为了能让主拱拱肋竖转施工，还在主拱拱肋与拱座间设置了竖转铰，其中铰座为钢结构、铰轴为钢管混凝土结构，二者的接触面经过机加工,粗糙度为12.5，如图4所示。
图3 南岸拱座承台、桩基图（单位：mm）
图4 竖转铰简图
（2）主拱拱肋
图5 拱桥横截面布置图(单位：mm)
本桥首次选用6管式拱肋截面（图5），每肋由6Ø750钢管混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架。其中外侧、内侧钢管为Ø750×18mm，中间钢管为 Ø750×20mm，钢管间的横向平联板总厚500mm，内、中、外三根钢管通过平联板形成了能共同受力的类似肋板式的结构，上、下排钢管间通过Ø450×12及Ø351×10的腹杆组成稳定的空间结构。沿拱轴采用变高度（拱脚钢管中心距8.039 m，拱顶钢管中心距4.00m）、等宽度（3.45m）截面，两肋中心距35.95m，共设置6组“米”字、2组“K”字横撑。
在拱肋的弦管和平联板内灌注C50高强混凝土，腹杆和横撑钢管内则不灌混凝土。为了便于转体施工，2组“K”撑置于拱顶。
（3）边拱拱肋
采用上承式双肋悬链线半拱。每肋由高4.5m、宽3.45m的C50钢筋混凝土箱梁组成，两肋间设有一组“K”字和一组“米”字钢管桁架式横撑，它们与同边拱端部固结的预应力混凝端横梁一起，组成了一个稳定的空间梁系结构。
图6 边拱肋截面（单位：mm）
为了便于传递水平力，将主拱拱肋、边拱拱肋的轴线置于同一直线上，且拱肋宽度相等。为使主桥能采用转体法施工，将边拱设计为劲性骨架结构，在转体施工时，边拱拱肋为钢管混凝土结构（图6）。
（4）拱上建筑与桥面结构
立柱除拱座上及与之相临的边拱共两组采用Ø1300外，其余所有皆为Ø1000的钢管混凝土构件，同一组立柱间设置横系梁。
吊杆采用镀锌高强低松弛91 Ø7钢丝束，Ryb=1670MPa , OVM-LZM型冷铸镦头锚。
桥面结构由钢横梁、钢纵梁、桥面板组成（图7）。钢横梁长约38m，计算跨径35.95 m，工字形截面上翼板宽800 m m、厚20 m m，下翼板宽1000 m m，厚16~50 m m，腹板厚16 m m，梁高1719~1974 m m，每梁约重30.0t。钢纵梁采用热轧H型钢，全桥共设置了四组钢纵梁。桥面板由预制Π形50号钢筋混凝土板和现浇桥面铺装层构成，板厚22cm 。桥面铺装厚12 cm ，其中铣削钢纤维混凝土厚8 cm 。中粒式改性沥青混凝土厚4 cm。钢横梁、钢纵梁、桥面板组成了长约512m、宽32.4m的连续板结构。钢横梁与立柱间以KQGZ型双向活动抗震球形钢支座相连，以释放弯矩及温度力。
图7 桥面板与钢梁关系图（单位：mm）
（5）系杆
全桥共20根系杆，每根长516m。采用OVMXG15-37钢绞线拉索体系，Ryb=1860MPa，系杆外包双层PE热挤塑护套。为了能快捷施工、方便换索、可靠运营，特设计带简易滑动轴承的系杆支撑架。每束系杆的拉力为5MN，在全部施工过程中每索只需张拉一次。
（6）拱肋施工
利用主拱拱肋、拱座、边拱拱肋及扣索、塔柱撑脚组成竖转、平转的转动体系，整个转动体系由承台上直径为33m的转体环道支撑，转体施工时不用封航，其施工步骤如下（图8～图10）：
①安装承台上的转体环道、拱座及竖转铰，沿江岸搭设边拱劲性拱架、主拱拱肋卧拼用支架；
②安装转体塔架、边拱劲性骨架、主拱拱肋；
③安装边拱端部及其它设计规定部位压重钢筋混凝土；
④安装转体用扣索、千斤顶及施工监测设备；
⑤两岸主拱拱肋分别竖转；
⑥两岸转动体系分别平转到桥位。
图8 竖转体系
图9 平转下转盘滑道 图10 拱肋竖转铰
主拱拱肋平转合拢中线误差仅2mm，最终成桥后拱轴线横向偏位12mm，两岸拱肋对称点最大高差32mm，上下游两肋对称点最大高差25mm，拱肋最大竖向变位45mm。
三、主要技术特点和创新点
⑴丫髻沙大桥主拱拱肋首次采用6管桁式钢管混凝土拱肋截面，比普通四管式截面具有更好的整体工作性能和结构可靠性，增强了结构的稳定性和耐久性；
⑵创新设计了当时居世界同类桥梁第一主跨（360m）的中承桁式钢管混凝土拱肋，516m超长有竖曲线的体外索系杆结构具有施工方便、受力可靠、维修方便的优点，采用的拱桥桥面结构与国内、外同类结构相比具有重量轻、整体性好、施工方便的特点；
⑶首次提出了大跨度桁架式钢管混凝土拱桥的非线性稳定控制指标，可供其它类似桥梁借鉴；
⑷深入系统地研究了大跨度钢管混凝土拱桥的徐变特性、抗风、抗震性能，并编制了较为完善的《丫髻沙大桥钢结构制造及验收规定》，可为类似桥梁的设计与施工提供参考；
⑸设计研究的竖转结构体系、"变角度、变索力"的液压同步提升技术和平转、竖转相结合的施工控制技术是大跨度拱桥施工技术的一个重大突破，成功地实施了超大吨位、超大尺寸拱肋"竖转+平转"施工技术方案，转体施工的实施规模（平转几何尺寸长×宽×高为258.1m×39.4m×86.3m）和综合转体重量（竖转重量2050t、平转重量13680t）居世界的首位。
该项工程曾荣获2001年度部级优秀勘察设计一等奖、第十届优秀设计项目银质奖，荣获中国公路学会2003年度科学技术一等奖，于2004年评选为中国十佳桥梁，2006年获得第六届詹天佑土木工程大奖。
四、有关资料
桥名：广州丫髻沙大桥（主桥）
桥型：自锚中承式钢叠混凝土系杆拱
跨径：76+360+76m
设计单位：铁道部专业设计院深圳分院
四川省交通勘测设计研究院（转体施工工艺设计）
施工单位：贵州省桥梁工程总公司
广州广船国际股份有限公司（钢结构制作合作单位）
主桥混凝土用量：49333 m3
主桥钢材用量：7498t
造 价：2.53亿元
建成时间：2000年6月
