大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)

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1、大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)　　摘要：四川省儀隴縣新政嘉陵江二橋主橋采用（95+170+95）米應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。本文簡(jiǎn)要介紹了該橋的總體設(shè)計(jì)、主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算分析等方面的內(nèi)容。通過(guò)該橋設(shè)計(jì)，并結(jié)合連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：嘉陵江二橋；連續(xù)剛構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：U416.216+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1前言新政嘉陵江二橋工程位于儀隴縣新政水電站下游3.8公里，新政嘉陵江一橋上游2公里，是儀隴縣總體規(guī)劃布局中的重要組成部分，其路線起點(diǎn)位于漁田街與學(xué)府路交口，與現(xiàn)狀漁田街道路順接，向西

2、跨越濱江大道及嘉陵江后，與在建的儀隴連接線相接，是新政主城區(qū)與西側(cè)中部組團(tuán)聯(lián)系的重要交通通道。終點(diǎn)位于在建儀隴連接線交叉口處。路線全長(zhǎng)1.810公里。本項(xiàng)目采用一級(jí)公路（兼顧市政道路功能）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；汽車(chē)荷載采用公路-Ⅰ級(jí)；設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60公里/小時(shí)。2橋梁總體設(shè)計(jì)5本項(xiàng)目橋梁跨越嘉陵江。根據(jù)橋位處地形、地質(zhì)、水文、水利、河道、通航規(guī)劃等建設(shè)條件以及上、下游現(xiàn)有橋梁等構(gòu)造物設(shè)置情況，并考慮跨越現(xiàn)有濱江大道的凈空需要，新建新政嘉陵江二橋主線橋梁總體跨徑布置為：4.0m(橋臺(tái))+(2x30+37+30)m+2x30m+3x30m+(95+

3、170+95m)m+4.0m(橋臺(tái))。橋梁全長(zhǎng)645.0米，其中主橋長(zhǎng)360米。橋梁總體布置如圖1所示：圖1：橋梁總體布置圖主橋橫斷面布置為:2.25m（人行道）+10.75m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+1m（中央分隔帶）+10.75m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+2.25m（人行道），全寬27m，為雙向六車(chē)道，按雙幅進(jìn)行設(shè)計(jì)。3主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1主橋上部5主橋跨徑布置為（95+170+95）m，全長(zhǎng)360m，為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)橋。主梁箱梁為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采用單箱單室截面，箱梁分左右幅，單幅頂寬13.49m，箱底寬7.5m，箱梁頂板設(shè)置成1.5%的單向

4、橫坡，頂板橫坡由腹板變高形成。箱梁跨中及邊跨支架現(xiàn)澆段梁高4.2m，箱梁根部斷面和墩頂0號(hào)梁段高為10.6m。從中跨跨中至箱梁根部，箱梁以1.8次拋物線變化。箱梁腹板在墩頂范圍內(nèi)厚1.1m，從箱梁根部至跨中梁段腹板厚由0.9m漸變至0.5m。箱梁底板厚除0號(hào)梁段橫隔板范圍內(nèi)為1.4m外，其余底板厚從箱梁根部截面的1.1m厚，以1.8次拋物線變至跨中截面0.32m厚。3.2主橋下部主墩設(shè)置在嘉陵江主河槽兩邊，滿足單孔雙向的通航要求。為適應(yīng)梁體縱向位移、減小墩身剛度，主墩設(shè)計(jì)采用雙薄壁柔性墩。墩身厚度1.6m、橫向?qū)?.0m，雙壁墩中距7

5、.4m。為減小墩身阻水，改善水流形態(tài)，在墩身上、下游設(shè)置圓形分水尖。墩身置于承臺(tái)上，承臺(tái)長(zhǎng)17.3m，寬12.8m，厚5.0m，承臺(tái)下設(shè)3m厚C25封底混凝土。承臺(tái)下為12根直徑2.0m鉆孔灌注樁。過(guò)渡墩采用實(shí)體墩接承臺(tái)、群樁基礎(chǔ)，墩寬3.5m，承臺(tái)長(zhǎng)12.8m，寬8.3m，承臺(tái)厚3.0m，樁基礎(chǔ)直徑2.0m，為鉆孔灌注樁。4主橋結(jié)構(gòu)計(jì)算分析4.1計(jì)算程序及計(jì)算模型總體結(jié)構(gòu)計(jì)算：MIDASCivil2012，校核驗(yàn)算：橋梁博士V3.1.0。采用MIDASCIVIL2012進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，建立空間有限元模型。全橋共分為176個(gè)單元，196

6、個(gè)節(jié)點(diǎn)。主橋計(jì)算模型如圖2所示：圖2：主橋計(jì)算模型圖4.2計(jì)算參數(shù)5混凝土：C55混凝土fck=35.5MPa，ftk=2.74MPa，Ec=3.55x104MPa；C40混凝土fck=26.8MPa，ftk=2.40MPa，Ec=3.25x104MPa；預(yù)應(yīng)力鋼束采用ΦS15.2規(guī)格，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)pd=1260MPa，彈性模量Ey=1.95×105MPa，張拉控制應(yīng)力σcon=1395MPa，塑料波紋管孔道摩擦系數(shù)μ=0.17，管道偏差影響系數(shù)k=0.0015，一端錨具變形及回縮值均為6mm。恒載

7、：一期恒載包括主梁自重，按實(shí)際斷面計(jì)算，橫梁按均布荷載計(jì)算。二期恒載包括橋面鋪裝、防撞護(hù)欄、人行道板等。活載：汽車(chē)為公路-I級(jí)，人群活載取2.875KN/m2。溫度荷載：體系升溫25℃，體系降溫-25℃，按10cm瀝青鋪裝考慮，混凝土主梁溫差采用非線性梯度溫度14℃、5.5℃、0℃，同時(shí)按規(guī)范計(jì)入溫度負(fù)效應(yīng)?；A(chǔ)變位：過(guò)渡墩基礎(chǔ)沉降1.0cm，主墩基礎(chǔ)沉降2.0cm。船舶撞擊力（DWT:1000t）：順橋軸方向，通航橋跨一側(cè)650kN，橫橋軸方向，橋墩上游端800kN。4.3主要計(jì)算結(jié)果（1）箱梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算5通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)持久狀況極限狀態(tài)承

8、載能力驗(yàn)算，短期效應(yīng)荷載組合正截面及斜截面主拉應(yīng)力抗裂驗(yàn)算，持久狀況截面正應(yīng)力及主應(yīng)力驗(yàn)算，短暫狀況截面應(yīng)力驗(yàn)算以及結(jié)構(gòu)剛度等驗(yàn)算，結(jié)果均滿足規(guī)范要求。（2）雙薄壁墩驗(yàn)算承載能力極限狀態(tài)下單樁樁頂力為14098KN。主墩