內(nèi)昆鐵路花土坡特大橋設(shè)計(jì)淺談

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1、內(nèi)昆鐵路花土坡特大橋設(shè)計(jì)淺談?wù)?概要地介紹了內(nèi)昆鐵路花土坡特大橋高墩大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁設(shè)計(jì)。該橋主橋?yàn)橐宦?lián)4孔預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，主跨104m,主墩高達(dá)110n%TRAhBBS.Com關(guān)鍵詞：高墩;長(zhǎng)跨橋;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu);連續(xù)梁;鐵路橋;橋梁設(shè)計(jì)1概述內(nèi)昆鐵路花土坡特大橋位于云南、貴州兩省交界處，橋址屬于高原剝蝕、侵蝕地貌。地形起伏較大，相對(duì)高差約120m,其中右岸沖溝發(fā)育，岸坡及沖溝壁陡立，靠昆明端有一古滑坡，橋渡區(qū)大部分墾為旱地，植被極差。離大橋橋位200?300m為區(qū)域性大斷裂，龍翻身〃斷層，該斷層為一逆掩斷層,近S?N向展布，傾向東。受其影響,地層

2、巖體破碎，節(jié)理(裂隙)發(fā)育。橋址處屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫為10.4°Cr極端最高氣溫35.7°CZ極端最低氣溫-15.3°CO極端風(fēng)速24m/so橋址處地震基本烈度為7度?？睖y(cè)時(shí)，對(duì)該段線路經(jīng)過(guò)多方案的綜合比較，選定線路在此通過(guò)?；ㄍ疗绿卮髽蛑鳂蚪Y(jié)構(gòu)為一聯(lián)(64+2x104+64)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，主墩高達(dá)110mo其主橋總體布置見(jiàn)圖1。2主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1主梁構(gòu)造及節(jié)段劃分主梁采用單箱單室、直腹板、變截面變高度箱梁,其幾何尺寸的確定由梁的橫、豎向剛度及某些構(gòu)造因素控制。本橋跨中梁?jiǎn)J為4.5m,為主跨的1/23.11,中支點(diǎn)梁?jiǎn)J為7.6m,為主跨的

3、1/13.68。本橋箱寬在保證足夠剛度的前提下，采用5.Om,寬跨比為1/20.8,突破了1/20的限制。橋面寬7.0mo梁高及底板厚沿跨徑方向按二次拋物線變化,跨中設(shè)10m長(zhǎng)的直線段，使得梁體輕巧，梁底曲線流暢。箱梁頂板厚度為0.42m,邊跨端塊處頂板厚由0.42m漸變至0.80m,主要為構(gòu)造控制。底板厚度為0.40-0.90m,腹板厚度為0.40-0.70m,主要為強(qiáng)度及構(gòu)造控制。主梁中支點(diǎn)及跨中截面尺寸見(jiàn)圖2O在考慮全梁的節(jié)段劃分時(shí)，根據(jù)一般懸臂灌筑施工節(jié)段長(zhǎng)度在4m以下，各節(jié)段重量不宜相差太大，且節(jié)段長(zhǎng)度不宜太多的原則，懸灌節(jié)段長(zhǎng)度分為3.0,3.5,4.

4、Om三種。0號(hào)段長(zhǎng)度考慮掛籃所需的長(zhǎng)度等因素,節(jié)段長(zhǎng)度采用12mo邊跨端部節(jié)段長(zhǎng)為3.6m,合龍段長(zhǎng)為2.0m。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,隨著跨度的增加，恒載所占的比重也加大。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能采用高標(biāo)號(hào)混凝土以提高截面的有效承載力，同時(shí)在保證梁體必要?jiǎng)偠鹊那疤嵯拢M可能地減輕梁體結(jié)構(gòu)自重。本橋?yàn)閱尉€鐵路橋，考慮到箱形截面抗彎及抗扭剛度大，僅在支座處設(shè)有橫隔板，這樣既減輕了梁體的自重也簡(jiǎn)化了施工工藝。2.2梁體預(yù)應(yīng)力體系箱梁按全預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)，考慮箱梁較高、較寬以及鐵路活載較大等因素，通過(guò)計(jì)算決定對(duì)梁體采用三向預(yù)應(yīng)力布置?？v向頂板、腹板鋼束采用9-75高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，f

5、pk=1860MPa,STM15-9群錨;底板鋼束采用12-75高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，fpk=1860MPa,STM15-12群錨。橫向采用2-75鋼絞線，扁型金屬波紋管成孔，單端交替張拉，張拉端為STBM15-2扁形錨具錨固，固定端為STBM15P-2型錨具錨固。在箱梁頂板每0.5m布置1根。腹板豎向預(yù)應(yīng)力采用L25高強(qiáng)精軋螺紋粗鋼筋，YGM-25型錨具錨固，在腹板內(nèi)雙排布置，在梁上間距為0.4-0.5mo考慮到腹板根部的負(fù)彎矩，鋼筋重心布置偏向外側(cè)，它與腹板彎起的鋼絞線及橫向箍筋共同承擔(dān)梁體的主拉應(yīng)力。2.3主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算將連續(xù)梁劃分為98個(gè)單元進(jìn)行有限元分析計(jì)算

6、，分別按擬定的施工步驟和成橋運(yùn)營(yíng)進(jìn)行全面計(jì)算。荷載按主力及主力+附加力進(jìn)行組合,并計(jì)入列車沖擊力。主力組合:恒載+活載+預(yù)應(yīng)力+混凝土收縮徐變+支點(diǎn)沉降；主力+附加力組合：①主力+支座摩阻+溫度變化；②主力+制動(dòng)力+溫度變化。計(jì)算頂、底板最大壓應(yīng)力為1326MPa,最小壓應(yīng)力為1.92MPa,截面均不出現(xiàn)拉應(yīng)力，主跨跨中最大活載撓度4.7cm;邊跨跨中最大活載撓度1.7cm。3橋墩設(shè)計(jì)主橋各墩所承受的制動(dòng)力或牽引力，按各墩的抗推剛度進(jìn)行分配，并考慮活動(dòng)支座滑移后引起制動(dòng)力的重新分配以及溫度變化引起梁體伸縮變形產(chǎn)生的水平力對(duì)制動(dòng)力分配的影響。對(duì)于風(fēng)力的影響，考慮了合

7、理的風(fēng)振系數(shù)。除常規(guī)計(jì)算外，還對(duì)墩、梁整體進(jìn)行動(dòng)力特性分析。連續(xù)梁3個(gè)主墩墩高分別為104,110,78m,2個(gè)邊墩墩高分別為66m和55mo該橋地處云貴高原，風(fēng)速較大，極端風(fēng)速達(dá)24m/s。因此，對(duì)風(fēng)力問(wèn)題要引起足夠的重視，墩身應(yīng)選擇合理的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)形式，盡量減少風(fēng)振的影響。本橋墩身采用鋼筋混凝土圓端形空心墩，這種墩型抗風(fēng)性能良好,抗彎及抗扭剛度大。在橋墩設(shè)計(jì)中，采用ANSYS的SOLTD45、SOLI