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摘要:宁乡沩丰坝大桥主桥为预应力混凝土V形墩连续刚构桥,跨径布置为(25m+36m+2x60m+36m+25m)。主要介绍大桥的设计特点,以供参考。
关键词:V形墩;连续刚构;桥梁设计
1 工程概况
长沙市宁乡沩丰坝大桥北起宁乡火车站南至喇叭口,主桥为25m+36m+2x60m+36m+25m预应力砼变截面悬浇连续刚构。
桥位区为宽河谷地形,沩水河由西向东流经桥位区,河床底标高为40.00~41.25m,两岸防洪堤之间的距离约为200m。
图1主桥桥型布置
2 技术标准
桥梁宽度:全宽21.5m(0.25m栏杆+2.5m人行道+16m行车道+2.5m人行道+0.25m栏杆)
设计荷载:公路-Ⅰ级,设计车速:40km/h,设计洪水频率:1/300
通航等级:Ⅶ-(3)级航道
地震基本烈度: 地震动峰值加速度等于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
3总体设计
3.1 上部构造
主桥为25m+36m+2x60m+36m+25m五跨一联的预应力混凝土连续刚构桥,主墩均为实体薄壁V形墩,主桥全长242m。
本桥主梁采用双箱单室箱形截面。箱梁高度、底板厚度均按二次抛物线变化,箱梁根部梁高为3.7m,跨中梁高为2.0m,箱梁顶板全宽为21.5m,厚度为0.28m,设有1.5%的双向横坡;底板宽度为5.75m,厚度为0.45~0.28m,腹板厚度主跨位置为0.7m,跨中合拢段及25m边跨现浇段位置为0.5m。箱梁在V形薄壁墩墩顶处设1.2m厚的横梁,在6、10号墩墩顶处设1.2m厚的横梁,在5.、11號墩梁端处设0.8m厚的横梁。箱梁单“T”共分7段浇注,0号梁段长14.0m,其余1~5号梁段分段长为3x4.0m+2x5.0m,合拢段长2.0m。
主梁采用C55混凝土,为双向预应力(纵向、竖向)结构。主跨T前期顶(底)板束以及前期下弯束采用12φs15.2mm钢绞线;后期束采用16φs15.2mm 和12φs15.2mm钢绞线。
箱梁腹板内竖向预应力及横隔板预应力采用钢绞线,其中箱梁腹板竖向预应力采用3φs15.2mm钢绞线。
3.2 下部结构
主墩采用V形薄壁墩,截面为5.75x0.8m的矩形,水平倾角为72°。薄壁墩顶与箱梁及承台相交部位设50cmX100cm梗肋。基础为钻孔灌注桩,各墩基础采用8根D200cm嵌岩桩,桩基中心间距6.0m。承台尺寸10.75x4.8x3.5m。V形刚构主墩采用C50混凝土,承台与桩基均采用C25混凝土。
4主桥结构计算
60mV型连续刚构箱梁按全预应力混凝土构件设计,上部结构和V形墩整体建模。
合拢温度按12°控制,整体温升22°,温降15°C, 其他恒、活载等均按规范推荐值计,此外施工阶段对称作用于中跨的两组反顶力为2200KN。
计算结果表明:短暂状况下应力满足规范要求;持久状况下上部结构能满足《规范》中全预应力结构正常使用极限状态(上缘应力最大值16.9Mpa、最小值0.0Mpa,下缘应力最大值14.6Mpa、最小值0.3Mpa)及承载能力极限状态要求。主桥V形墩墩高为11m,按最不利荷载组合,对该桥纵向的承载能力及裂缝进行校核计算,结果表明极限承载力和最大裂缝均满足JTG D62-2004中相关条文要求。
5施工控制
由于本桥为V形墩,结构较为特殊,若采用常规的施工手段,将导致V形墩根部裂缝较大,不能满足规范要求。为此,本桥采用降低中跨合拢的温度(控制在12°左右)以及施加反顶力两项措施来控制裂缝的宽度。
6结语
V形墩刚构桥结构轻盈,造型优美,节省投资,适合作为景观桥型,但由于其为多次超静定结构,在墩高不能满足的情况下,受结构自重、预应力、整体温度、收缩、徐变、活载等影响内力较大,应采取合理的措施将不利因素予以一一消除或减少。本文通过介绍沩丰坝大桥的设计特点及施工控制措施,较好地解决了这一问题,希望本文能给桥梁结构设计者带来一定借鉴价值。
沩丰坝大桥主桥已于2011年7月初实现通车,运营状况良好。
参考文献
上海市政工程设计研究总院.桥梁设计工程师手册,人民交通出版社,2007
王萍.V型墩连续刚构桥分析.公路.1997(5):12-16
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:V形墩;连续刚构;桥梁设计
1 工程概况
长沙市宁乡沩丰坝大桥北起宁乡火车站南至喇叭口,主桥为25m+36m+2x60m+36m+25m预应力砼变截面悬浇连续刚构。
桥位区为宽河谷地形,沩水河由西向东流经桥位区,河床底标高为40.00~41.25m,两岸防洪堤之间的距离约为200m。
图1主桥桥型布置
2 技术标准
桥梁宽度:全宽21.5m(0.25m栏杆+2.5m人行道+16m行车道+2.5m人行道+0.25m栏杆)
设计荷载:公路-Ⅰ级,设计车速:40km/h,设计洪水频率:1/300
通航等级:Ⅶ-(3)级航道
地震基本烈度: 地震动峰值加速度等于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
3总体设计
3.1 上部构造
主桥为25m+36m+2x60m+36m+25m五跨一联的预应力混凝土连续刚构桥,主墩均为实体薄壁V形墩,主桥全长242m。
本桥主梁采用双箱单室箱形截面。箱梁高度、底板厚度均按二次抛物线变化,箱梁根部梁高为3.7m,跨中梁高为2.0m,箱梁顶板全宽为21.5m,厚度为0.28m,设有1.5%的双向横坡;底板宽度为5.75m,厚度为0.45~0.28m,腹板厚度主跨位置为0.7m,跨中合拢段及25m边跨现浇段位置为0.5m。箱梁在V形薄壁墩墩顶处设1.2m厚的横梁,在6、10号墩墩顶处设1.2m厚的横梁,在5.、11號墩梁端处设0.8m厚的横梁。箱梁单“T”共分7段浇注,0号梁段长14.0m,其余1~5号梁段分段长为3x4.0m+2x5.0m,合拢段长2.0m。
主梁采用C55混凝土,为双向预应力(纵向、竖向)结构。主跨T前期顶(底)板束以及前期下弯束采用12φs15.2mm钢绞线;后期束采用16φs15.2mm 和12φs15.2mm钢绞线。
箱梁腹板内竖向预应力及横隔板预应力采用钢绞线,其中箱梁腹板竖向预应力采用3φs15.2mm钢绞线。
3.2 下部结构
主墩采用V形薄壁墩,截面为5.75x0.8m的矩形,水平倾角为72°。薄壁墩顶与箱梁及承台相交部位设50cmX100cm梗肋。基础为钻孔灌注桩,各墩基础采用8根D200cm嵌岩桩,桩基中心间距6.0m。承台尺寸10.75x4.8x3.5m。V形刚构主墩采用C50混凝土,承台与桩基均采用C25混凝土。
4主桥结构计算
60mV型连续刚构箱梁按全预应力混凝土构件设计,上部结构和V形墩整体建模。
合拢温度按12°控制,整体温升22°,温降15°C, 其他恒、活载等均按规范推荐值计,此外施工阶段对称作用于中跨的两组反顶力为2200KN。
计算结果表明:短暂状况下应力满足规范要求;持久状况下上部结构能满足《规范》中全预应力结构正常使用极限状态(上缘应力最大值16.9Mpa、最小值0.0Mpa,下缘应力最大值14.6Mpa、最小值0.3Mpa)及承载能力极限状态要求。主桥V形墩墩高为11m,按最不利荷载组合,对该桥纵向的承载能力及裂缝进行校核计算,结果表明极限承载力和最大裂缝均满足JTG D62-2004中相关条文要求。
5施工控制
由于本桥为V形墩,结构较为特殊,若采用常规的施工手段,将导致V形墩根部裂缝较大,不能满足规范要求。为此,本桥采用降低中跨合拢的温度(控制在12°左右)以及施加反顶力两项措施来控制裂缝的宽度。
6结语
V形墩刚构桥结构轻盈,造型优美,节省投资,适合作为景观桥型,但由于其为多次超静定结构,在墩高不能满足的情况下,受结构自重、预应力、整体温度、收缩、徐变、活载等影响内力较大,应采取合理的措施将不利因素予以一一消除或减少。本文通过介绍沩丰坝大桥的设计特点及施工控制措施,较好地解决了这一问题,希望本文能给桥梁结构设计者带来一定借鉴价值。
沩丰坝大桥主桥已于2011年7月初实现通车,运营状况良好。
参考文献
上海市政工程设计研究总院.桥梁设计工程师手册,人民交通出版社,2007
王萍.V型墩连续刚构桥分析.公路.1997(5):12-16
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。