京福高速公路大蒲高架橋主橋設(shè)計(jì)簡介

1、京福高速公路大蒲高架橋主橋設(shè)計(jì)簡介摘要介紹京福高速公路大蒲高架橋主橋三跨等截面連續(xù)箱梁的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。關(guān)鍵詞等截面連續(xù)箱梁構(gòu)造設(shè)計(jì)單支承1概述大蒲高架橋位于閩侯境內(nèi)，是北京至福州國道主干線福州境內(nèi)的一座大橋，橋梁全長2022.1，主橋斜跨國道316交角為34.4。本橋東岸受軟土路基控制，西岸接南嶼互通立交主線橋。大蒲高架橋布孔方案左幅為：1孔20預(yù)應(yīng)力砼簡支T梁+23+35+23預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)箱梁+120預(yù)應(yīng)力砼簡支T梁+3聯(lián)530預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁+8聯(lián)630預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁。右幅為：220預(yù)應(yīng)力砼簡支T梁+23+35+23預(yù)應(yīng)力砼等截面連續(xù)箱梁+3聯(lián)530預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁+8聯(lián)630預(yù)應(yīng)力砼

2、連續(xù)T梁。橋位平面圖及主橋立面布置分別見圖1和圖2。本橋的突出特點(diǎn)：主橋上部為等截面連續(xù)箱梁，下部為獨(dú)柱墩，這是我省高速公路上首座此類型的橋梁。圖1橋位平面圖見附件2設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1計(jì)算行車速度：80k/h；2設(shè)計(jì)荷載：汽超20-級，掛-120；3橋面凈寬：凈11+20.5；4設(shè)計(jì)水位：8.3百年一遇；5地震根本烈度：7度，按8度設(shè)防；6氣候：年平均氣溫19.6,年平均降水1343.8，年平均風(fēng)速2.8/s，年平均相對濕度77%。圖2主橋立面圖見附件3主橋上部構(gòu)造本橋主橋?yàn)?23+35+25)三跨等截面連續(xù)箱梁，箱梁高2，斷面為單箱雙室，兩翼懸臂長2.5,底寬7。在邊跨跨中和中跨跨中均設(shè)置一道實(shí)

3、體厚30的中隔板，在各跨支承處均設(shè)置一道實(shí)體厚100或120的端隔板。主橋中支承為單點(diǎn)單支承，邊支承為雙點(diǎn)支承。箱梁縱向布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線。根據(jù)箱梁構(gòu)造受力特點(diǎn)及布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線的要求，擬定構(gòu)造尺寸如下：頂板：在端隔板至跨中方向4范圍內(nèi)頂板厚度由45過渡到20；中隔板兩側(cè)20范圍內(nèi)頂板厚度由30過渡到20。底板：在端隔板至跨中方向4范圍內(nèi)底板厚度由40過渡到20；中隔板兩側(cè)20范圍內(nèi)底板厚度由30過渡到20。肋板：肋板承受截面剪應(yīng)力及主拉應(yīng)力，并承受部分荷載產(chǎn)生的橫向彎矩，其厚度還必須滿足布置預(yù)應(yīng)力鋼筋及澆筑混凝土的要求。因本橋箱梁斷面為單箱雙室，所以有3個肋板，在端隔板至跨中方向4范圍內(nèi)邊肋板

4、厚度由70過渡到35，中肋板厚度由90過渡到35；中隔板兩側(cè)20范圍的內(nèi)邊肋板厚度由55過渡到35，中肋板厚度由75過渡到35。梗腋：頂板與肋板交接處設(shè)8025的上梗腋，以減少崎變應(yīng)力，減少橋面板跨中彎矩，防止應(yīng)力集中。底板與肋板交接處設(shè)2525的下梗腋。4主橋下部構(gòu)造由于本橋是斜跨316國道的高架橋，因此主墩采用圓形獨(dú)柱墩，具有整體外形簡潔美觀，橋下通視好的優(yōu)點(diǎn)。為布置支座需要，主墩頂1.4范圍內(nèi)直徑由1.9過渡到1.6，并采用40#混凝土，其余部分為30#混凝土，主墩支座采用KPZ抗震盆式橡膠支座，主墩構(gòu)造見圖3。連接墩為圓形雙柱輕型墩，墩徑為1.5，連接墩構(gòu)造見圖3。根底均為鉆孔灌注樁。

5、圖3橋墩構(gòu)造圖見附件5上部構(gòu)造計(jì)算采用同濟(jì)大學(xué)橋梁博士2.8版直線梁橋平面桿系有限元程序進(jìn)展主橋上部構(gòu)造內(nèi)力分析及配索，截面尺寸詳見圖4典型斷面圖。整個上部構(gòu)造共劃分為185個節(jié)點(diǎn)，328個單元，其中縱梁根數(shù)有5根，總計(jì)180個單元。縱梁單元編號如下：號縱梁單元編號136號縱梁單元編號3772號縱梁單元編號37108號縱梁單元編號109-144號縱梁單元編號145180轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.計(jì)算工況考慮本橋等截面連續(xù)箱梁構(gòu)造采用搭梁式支架一次現(xiàn)澆。因此計(jì)算劃分為2個施工階段和1個運(yùn)營階段。1施工階段。搭架現(xiàn)澆3跨連續(xù)箱梁，經(jīng)過正?；炷琉B(yǎng)護(hù)齡期后張拉預(yù)應(yīng)力鋼索。卸支架，施工二期恒載。2運(yùn)營階段

6、。按距施工完畢500d和1000d分別計(jì)算計(jì)入活載的組合效應(yīng)。5.2預(yù)應(yīng)力體系主橋采用V-12張拉錨固體系，鋼絞線采用ASTA416-90a標(biāo)準(zhǔn)，高強(qiáng)度低松弛270k級j15.24鋼絞線，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860Pa,公稱直徑15.25,公稱面積1402。預(yù)應(yīng)力波紋管采用鍍鋅雙波金屬波紋管。有關(guān)預(yù)應(yīng)力計(jì)算參數(shù)：預(yù)應(yīng)力鋼索錨下張拉控制應(yīng)力為1395Pa未考慮錨具錨口摩阻損失,張拉控制力2343.6kN,采用一次張拉，松弛系數(shù)為0.07,預(yù)應(yīng)力管道摩擦系數(shù)=0.25,管道偏向系數(shù)K=0.0015,錨具變形和鋼束回縮量為6,5.3溫度場超靜定構(gòu)造中，溫度應(yīng)力可以到達(dá)甚至超過活載應(yīng)力，已被認(rèn)為是預(yù)應(yīng)力混凝

7、土橋梁產(chǎn)生裂縫的主要原因。溫度應(yīng)力到達(dá)一定數(shù)值，有可能增加箱梁腹板的主拉應(yīng)力，惡化斜截面的抗裂性。所以選用符合實(shí)際情況的溫度梯度曲線非常重要。根據(jù)橋址區(qū)的氣象條件并參考有關(guān)文獻(xiàn)及相似工程，本橋采用的溫度場為：均勻溫差：升溫取25，降溫取-20。不均勻溫差：升溫形式取新西蘭升溫溫差形式，降溫形式取英國降溫溫差形式BS5400，如圖5所示。圖中H為梁高。圖5不均勻溫差形式見附件5.4沉降計(jì)算(1)邊墩沉降取1。(2)中墩沉降取1。兩種工況取不利值。5.5計(jì)算組合組合一：構(gòu)造重力+預(yù)應(yīng)力+汽車+支沉或支沉；組合二：構(gòu)造重力+預(yù)應(yīng)力+汽車+支沉或支沉+升溫形式或降溫形式；組合三：構(gòu)造重力+預(yù)應(yīng)力+掛車

8、。5.6計(jì)算結(jié)果根據(jù)以上所述的計(jì)算方法及考慮計(jì)算參數(shù)、工況等，進(jìn)展預(yù)應(yīng)力配索設(shè)計(jì)計(jì)算(23+35+23)等截面連續(xù)箱梁上部構(gòu)造在主要組合組合一為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在附加組合組合二為部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件。運(yùn)營階段構(gòu)造應(yīng)力見表1。箱梁需設(shè)置8預(yù)拱度。表1運(yùn)營階段構(gòu)造應(yīng)力見附件6橫向計(jì)算由于箱梁的肋距較大，箱壁相對較薄，所以箱梁的橫向內(nèi)力計(jì)算是非常重要的。本橋的橫向計(jì)算仍采用采用橋梁博士2.8版直線梁橋平面桿系有限元程序。計(jì)算方法為框架分析法，其原理是：在箱梁的長度方向上截取單位長度的薄片框架，利用構(gòu)造力學(xué)方法進(jìn)展分析，但必須滿足框架的變形與整個梁體協(xié)調(diào)一致的原那么。本橋?yàn)榈冉孛嫦淞?，?jì)算步驟為：取1長的跨中箱梁梁段見圖4中跨中典型斷面，視為平面框架，先對此框架加支承，進(jìn)展框架分析，然后釋放支承，進(jìn)展構(gòu)造分析，最后將兩者內(nèi)力疊加，即為箱梁的橫向內(nèi)力。根據(jù)此內(nèi)力進(jìn)展橫向配筋。7下部構(gòu)造計(jì)算下部構(gòu)造計(jì)算除考慮常規(guī)影響因素外，還考慮了在地震根本烈度為度情況下土層震陷影響。墩柱和樁根底按極限狀態(tài)法及裂縫控制進(jìn)展配筋和驗(yàn)算。8結(jié)語(1)箱形截面具有強(qiáng)大抗扭性能，所以在中支承為單點(diǎn)支承及偏心荷載作用下，構(gòu)造在施工與使用過程具有良好的穩(wěn)定性。(2)箱梁頂?shù)装宥季哂休^大的混凝土面積，能有效地抵抗正負(fù)彎矩,適應(yīng)連續(xù)梁等具有正負(fù)彎矩的構(gòu)造。(3)城市高架橋中,上