天津彩虹大橋

彩虹大橋位於天津市濱海新區，連接中新天津生態城與北塘地區，永定新河與薊運河匯合處。全長1216米，其中主橋長504米，寬29米；引橋長712米，寬7米。按一級公路設計，雙向四車道。該橋具有國內領先水平，為3孔（每孔168米）下承吊杆，系桿無推力鋼管混凝土拱橋。此主體結構形式及跨度設計，在國內同類橋樑中尚屬首例。彩虹大橋南起開發區東海路，北接漢北路，構成連接漢沽、生態城、塘沽、天津港、開發區、保稅區的便捷通道。濱海新區南北交通不暢的局面，從此結束。

天津開發區彩虹大橋（以下簡稱彩虹大橋）位於天津市東南的經濟技術開發區內薊運河和永定新河匯合處三河島下游200m的北塘口。建橋前，開發區內公路網不健全，南北向的幹線太少，除津塘高速公路外，其餘公路等級低，致使公路交通南北不通，造成道路交通壓力太大，嚴重約制了開發區的發展，為此由開發區總公司投資修建彩虹大橋，把塘沽、開發區、稅區和漢沽連接起來。

彩虹大橋主橋採用164.7+168+164.7m簡支下承式系桿鋼管混凝土拱橋。該橋採用拱腳與橋墩完全分離的簡支下承式柔性系桿剛性拱，為國內首次採用的橋樑結構型式，國外資料也未見到有關大跨度鋼管混凝土簡支拱橋的報導，其計算跨度160m也是國內下承式柔性系桿拱橋的最大跨度。

國內近年來相繼建成的大跨度下承式鋼管混凝土系桿拱橋十餘座，均是以拱肋和墩身相接的剛架系桿拱橋，不能滿足軟基沉降的技術條件。大跨度無推力的下承式鋼管混凝土簡支拱橋，其設計構思是在該拱橋兩拱腳下設置支座，在兩拱腳之間設置強大的系桿以平衡拱的水平推力，這樣該拱橋和簡支梁橋一樣沒有水平推力，屬於內部超靜定而外部靜定的結構體系。故此該橋型具有拱橋的較大跨越能力和簡支梁橋對地基及溫度變化適應能力強的雙重特點，而且還具有建築高度低、受力合理、能夠充分發揮不同材料的優勢、建築材料用量相對較少和施工速度快等優點，在沿海軟基、平原地區是具有較強優勢的一種橋型。

彩虹大橋是天津市重點工程之一，亦是天津市的重點科研項目。大橋由鐵道部第三勘察設計院設計，中鐵十八集團有限公司五公司施工，天津開發區市政公司監理，天津大學、鐵道科學研究院和天津港灣研究所承擔科學試驗工作。該橋於1996年6月開工，1998年11月完工。該橋獲得了天津市科技進步獎、建設部和天津市優秀設計獎。

橋位下行約7kin人渤海，由於北塘口段人海河口未建擋潮閘，水文特徵受潮汐影響較大，橋位處潮型為不規則半日潮，漲潮快，落潮慢，每天24小時漲落潮各兩次，最大潮差約4．5m，每次潮延續時間約為11小時，平潮時間僅為40min。根據北塘港有關潮汐資料，其特徵潮位為：最高潮位：5．72m（1992年）；最低潮位：—1．08m（1957年）；平均高潮位3．77m；平均低潮位1．32m；平均海面：2．55m。本橋水力特徵值按均勻流計算，一般沖刷線高程—8．82m，局部沖刷線高程—19．2m。

本河段橋樑孔跨主要受流冰的控制。常年冰厚為10-25cm，歷史上最厚的達40-60cm。流冰持續時間較長，每年從入冬至來年開春，除中間有間斷的封凍期外，其餘時間冰層受潮水漲落影響往複流動，對橋墩危害、威脅較大。三河島上游已有小跨徑的鐵路橋和公路橋因流冰危害而廢棄或拆除。因此，為確保橋樑建成后不被流冰危害，彩虹大橋主橋宜採用大跨度通過。

北塘緊靠渤海，歷年最大風速為27．Om/s，發生在4月，極大風速為48．70m/s，發生在8月，通常冬季為西北風，春秋兩季盛行西南風，夏季以東南風為主。年平均降雨量為603．7rmn，而月最大降雨量為443．5mm，發生在7月。月平均最高氣溫為27．9℃，1月平均最低氣溫為—6．4℃，屬寒冷地區。最大凍結深度：O．6m。

橋位所處地貌單元為濱海平原，地形平坦開闊。因橋址位於永定新河與薊運河的人海口，故地層為海陸相交互沉積層，大部分為粘性土及粉、細、中砂等細粒沉積層，地層多呈透鏡體狀，厚度變化較大。似Zc-07鑽孔為例從上至下概述如下：淤泥（2．8m），亞粘土、粘土（流、軟塑17．8m），亞粘土（硬塑2．9m），細砂（密實6．7m），中砂（密實4．3m），亞粘土（軟塑3．7m），細砂（密實6．Om），亞粘土（硬塑20．8m），細砂（密實2．7m）。

彩虹大橋的孔跨凈高按內河四級航道考慮。永定新河目前尚未通航運輸船隻，暫按六級航道考慮，但其不控制本橋的孔跨凈高。考慮到內河航運及北塘港碼頭規劃發展，並滿足薊運河實際的通航要求，彩虹大橋初步設計按三級航道標準設計。根據天津市建委對彩虹大橋初步設計的審批意見，該橋在施工圖設計階段中仍按四級航道標準進行設計。

橋型選擇原則

本橋按一級公路六車道設計（含非機動車道），人車分設，根據橋位水文、地質、通航、工期情況，橋型選擇考慮了以下幾個原則：

1）受流冰和施工條件限制，盡量減少水中部分工程量，宜採用較大跨度的橋樑方案；

2）由於航道按內河航運四級航道設計，故從航道要求方面來考慮，本橋沒必要採用特大跨度；

3）大橋位於開發區境內，橋型力求外形美觀，與周圍環境相協調；

4）為儘早建成，便於開發區化工基地的發展和儘快收回投資，橋樑結構方便施工，縮短工期。