对某市政桥梁桥设计及计算相关问题的探讨

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2012-11-01浏览：38次

　　摘要：今年来，随着我国国民经济的发展，我国的交通网路建设已日趋完善。某市政桥梁是一座大挑臂三跨连续箱的跨河梁桥，本文结合该工程实例重点介绍了该桥的上下部结构设计和计算分析，以及关键点的处理。从中总结出一些设计经验，为今后类似桥梁的设计提供了一些有价值的技术资料和思路。仅供参考!

　　关键词：市政桥梁,大挑臂,连续箱梁桥,钢束布置

　　1 工程概况

　　某市政道路区域的南北向干道均已实施辟通，只有该道路尚待开通，究其原因就是建设条件比较困难。首先，道路红线两侧紧挨着一处泵站和周边工业园区的建筑物(一侧相距不足1 m);其次，道路走向横穿河道并且与道路旁边的河流斜交角度较大(达到35°);再次，水利部门要求河流需预留出8 m净宽的通航水宽;最后新建路要横穿现有道路与另一头的市政道路接通，标高要尽可能压低以便接顺。

　　由于本工程周围环境比较复杂，建设条件比较困难。经过研究，该河桥采用大挑臂等高连续箱梁(箱梁最高处1.4 m，箱梁总宽19.7 m，其中两侧挑臂各5.85 m)，中间废弃的小通道用落地梁过渡。(见图1)桥梁跨径组合：(13+13+13)m(简支板梁)+20.911 m(落地梁)+(20+25+24+20)m(等高连梁)。这个方案既满足了相关部门的要求又降低了路面标高，还做到了施工时尽可能地不碰周围建筑，但也造成了该河桥跨度不大挑臂很大，给计算和钢束布置造成了很大的困难。

　　1 河桥设计

　　1.1上部构造

　　本河桥采用大挑臂的C50预应力混凝土等高度连续箱梁结构(见图2)。考虑到要保证河流行船轨迹线，桥梁跨径定为(20+25+24+20)m。横断面采用单箱双室，箱梁结构总宽度19.7 m。桥面采用双向2%横坡。梁最高处1.4 m，顶板厚0.22 m，底板厚0.2 m~0.3m，跨中段腹板厚0.4 m，端部腹板放大至0.80 m。

　　设置边墩横梁及中墩横梁，不设跨中横梁。边墩墩顶处横梁厚1.0 m(垂直距离)，中墩墩顶处横梁厚2.0 m(垂直距离)。

　　上部结构按全预应力混凝土设计，采用双向预应力。纵、横向预应力束采用符合规范JTGD62-2004要求的高强低松弛钢绞线，标准强度1860 MPa，设计锚下张拉控制应力1395 MPa。箱梁纵向预应力束采用大吨位群锚体系，钢绞线每股直径15.2 mm;横向预应力采用扁锚时设计采用M15-3群锚体系。纵、横向预应力束管道采用预埋塑料波纹管成孔，真孔辅助压浆工艺。

　　前文所述的各种限制造成桥梁墩顶弯矩偏大而梁高较低，在短束施工时人无法钻入箱内施工。腹板短束布置时，设计在腹板底部开槽后将腹板短束锚在该处，待张拉后再封锚。顶板短束布置时分两种情况：靠近边腹板位置把锚头设在翼板根部较宽处，靠近中腹板位置把锚头设在顶板内，考虑到张拉空间尺寸小，施工时张拉有困难，采用单向张拉。

　　横向顶板预应力束局部碰到顶板短束开槽处待短束张拉完后，再穿束两端张拉，其余横向束采用单向张拉。

　　1.2下部构造

　　桥墩采用双立柱式桥墩，立柱直径1.5 m，箱梁限位采用箱梁挡块，承台埋入土中，高2.0 m。

　　桥台采用埋置式轻型桥台，与落地梁衔接一头需做出相应构造与其接顺，两个桥台均需配合箱梁端部托梁做出相应构造，避免结构间留空。

　　根据桥位处水文与地质情况，桩基采用Ф800 mm钻孔灌注桩，桩基按摩擦桩计算，桥墩以第⑦1层青灰~草黄色粉砂作为桩基持力层，桥台以第⑤3层灰色粉质粘土夹砂质粉土作为桩基持力层。

　　1.3关键点设计

　　(1)为了加强端横梁的整体抗力而又不致使尺寸放大影响桥梁美观，设计了一小段托梁，并巧妙地利用端横梁伸入桥台将其隐入。

　　(需要根据工程的实际情况加图示)

　　(2)该河桥上部结构箱梁顶板只有0.22 mm，在中横梁处是矛盾的焦点。要在这0.22 m中穿纵向钢束、横向钢束、纵横向主筋和纵横向箍筋，同时还要满足净保护层厚度就必须合理布置空间位置。处理的方法是在中横梁处3 m范围内向铺装层借用3 cm(见图3)。

　　2 结构计算

　　2.1总体计算

　　本河桥施工及运营阶段的静力计算采用“桥梁博士”程序。考虑斜交角度35°，横向挑臂很大，对该河桥上部结构采用了空间梁格法建模计算。桥梁施工的工艺流程为：下部结构完成后，箱梁结构采用满堂支架现浇施工。成桥运营计算包括恒载、活载、支点沉降、温度、混凝土的收缩和徐变等工况，按规范进行最不利荷载组合(见图4)。