大跨度連續(xù)下承式鋼箱拱橋設(shè)計(jì)

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1、12世界橋梁2o16，44(2)大跨度連續(xù)下承式鋼箱拱橋設(shè)計(jì)李國(guó)普，李斐然(河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南鄭州450052)摘要：為滿足橋梁的景觀和功能要求，小浪底壩后保護(hù)區(qū)交通橋上部結(jié)構(gòu)采用(95+152+95)m三跨連續(xù)下承式鋼箱拱結(jié)構(gòu)。主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土形梁，采用鋼管樁+貝雷梁法施工。拱肋為鋼箱提籃拱，結(jié)構(gòu)用鋼采用Q345D鋼板，~~I／-預(yù)制再現(xiàn)場(chǎng)焊接成型。吊索采用7根~15．2環(huán)氧噴涂無粘結(jié)鋼絞線，纏包后熱擠HDPE，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1860MP。下部結(jié)構(gòu)采用柱式臺(tái)、倒V形實(shí)體薄壁墩、高樁承臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。采用非線性程序TDV進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明，該

2、橋的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性以及抗震性能均滿足規(guī)范要求。關(guān)鍵詞：提籃拱橋；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；7c形梁；鋼箱拱；吊索；拱腳；基礎(chǔ)；橋梁設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：U448．22；U442．5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—7767(2o16)o2～oo12—041工程概況(5)抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)風(fēng)速29m／s，設(shè)計(jì)風(fēng)壓0．5小浪底壩后保護(hù)區(qū)交通橋位于小浪底大壩下游kN／m。。1．5km處，是小浪底風(fēng)景區(qū)內(nèi)的一座防汛橋梁。橋(6)設(shè)計(jì)洪水頻率：300年一遇。梁跨越黃河泄洪河道，站在橋上可將小浪底大壩的雄偉壯觀一覽無余，是一處效果極佳的觀景平臺(tái)。3總體設(shè)計(jì)由于該橋地處風(fēng)景區(qū)，在橋梁方案的選擇上，充分考

3、上部結(jié)構(gòu)選用三跨連續(xù)鋼箱拱設(shè)計(jì)方案，與三慮了橋梁施工給自然環(huán)境帶來的影響，最終選取三跨簡(jiǎn)支拱橋相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有：取消了橋墩墩頂?shù)目邕B續(xù)下承式提籃拱橋。該橋橋長(zhǎng)342m，跨徑布伸縮裝置，改善了行車舒適性；減少了橋墩墩頂?shù)臉?gòu)置為(95+152+95)m(見圖1)。施工方案為先梁造平面尺寸，使橋墩外形更加纖細(xì)輕盈；增加了橋梁后拱，主梁采用少支架法施工，張拉主梁預(yù)應(yīng)力鋼束的整體性，在順橋向地震力作用下，避免梁體相互碰后安裝箱形拱肋，拱肋合龍后張拉吊桿。撞效應(yīng)，使抗震計(jì)算模式簡(jiǎn)單明確；邊跨拱腳水平力抵消中跨拱腳水平力，可改善橋墩墩頂拱腳的受力2主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；采用三跨連續(xù)結(jié)構(gòu)使錨具

4、數(shù)量與張拉工作量(1)設(shè)計(jì)荷載：城市一B級(jí)；滿人荷載3．5kN／m2。減少2／3；解決了橋墩墩頂張拉空間不足的問題j。(2)橋面有效寬度：7．0m。邊、中跨拱肋矢跨比均為1／5l_2]，邊跨采用小矢(3)計(jì)算行車速度：25km／h?？绫入m可平衡中跨水平力，但是從景觀角度考慮，邊(4)抗震標(biāo)準(zhǔn)：抗震基本烈度Ⅶ度；動(dòng)峰值加速跨拱肋原本建筑高度就比中跨低，再采用小矢跨比，度0．1g。將導(dǎo)致中、邊跨拱肋建筑高度比例很不協(xié)調(diào)，中跨水q墮——■27×58．516X517．8i＼，廠⑥③單位：m圖1橋梁總體布置示意收稿日期：2015～07—22基金項(xiàng)目：河南省交通科技重點(diǎn)項(xiàng)目(2Ol1PⅡ

5、07)作者簡(jiǎn)介：李國(guó)普(1980一)，男，工程師，2004年畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通土建工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士(E-mail：liguopu@163．corn)。大跨度連續(xù)下承式鋼箱拱橋設(shè)計(jì)李國(guó)普，李斐然13一00N．平力大的問題可通過增加中跨配束的方式予以拱腳附近為減小橋面板跨度各設(shè)_-{2道橫隔板，其余解決。均與吊索一一對(duì)應(yīng)，橫隔板高1．45m，厚0．3m，標(biāo)全橋主梁長(zhǎng)度達(dá)342m，預(yù)應(yīng)力鋼束采用通長(zhǎng)準(zhǔn)間距5m。束，施工時(shí)一次張拉到位。由于無需考慮連接器位縱向預(yù)應(yīng)力采用24束15—19鋼絞線作為通長(zhǎng)置的局部構(gòu)造尺寸，從而使主梁的構(gòu)件布局更加標(biāo)束，由于中跨水平力比邊跨大，因此在中

6、跨上緣增加準(zhǔn)化；取消連接器后，主梁可一次性澆筑完成后再?gòu)?束15—19短束，中跨下緣增加2束15—5短束，拉預(yù)應(yīng)力，建設(shè)工期得以縮短[3“]全部縱向預(yù)應(yīng)力集中布置在兩側(cè)系梁內(nèi)。拱肋采用鋼箱拱方案主要是出于對(duì)橋梁建筑造4．2拱肋型的考慮，與鋼桁拱相比，鋼箱拱具有桿件數(shù)量少、拱肋結(jié)構(gòu)用鋼采用Q345D鋼板，連接方式采用構(gòu)造簡(jiǎn)潔、美觀等優(yōu)點(diǎn)[5]。焊接。為便于運(yùn)輸?shù)跹b，預(yù)先在工廠將拱肋制作成1011；I左右一節(jié)段的半成品構(gòu)件，運(yùn)抵橋位處，待主4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁施工完畢后，在貝雷梁上搭設(shè)龍門吊機(jī)，拱肋吊4．I主梁裝[就位后現(xiàn)場(chǎng)焊接成型，最后焊接跨中2m合龍段。主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土丌形梁，全

7、寬9．5m，中拱肋線形采用3次拋物線，線形擬定的原則以央車道寬7ITI，兩側(cè)欄桿各寬0．4m，欄桿外布置寬拱肋截面彎矩達(dá)到最小為目標(biāo)。受橋梁寬度限制，0．85m的錨索區(qū)，雙向1．5橫坡。橋面板厚0．25拱肋寬度僅為1m。為了提高橋梁的橫向穩(wěn)定性，m，鋪裝10cm厚瀝青混凝土。主梁梁高2．0m，在邊、中跨分別向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)lO．5。[和6．5。。邊跨拱拱腳局部加厚至2．25m?？缰兄髁簶?biāo)準(zhǔn)橫斷面示肋高1．4m，頂、底板與腹板厚度均為16mm；中跨意如圖2所示。拱肋高1．8m，拱腳加強(qiáng)段頂、底板與腹板厚度均為g