預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎箱梁橋設(shè)計(jì)

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎箱梁橋設(shè)計(jì)摘要：老龍溝二號(hào)橋?yàn)樯轿鬟\(yùn)（城）-三（門峽）高速公路上的一座跨深谷橋梁，為預(yù)應(yīng)力混凝土單箱單室等截面連續(xù)彎箱梁。文中以該橋施工圖設(shè)計(jì)為根據(jù)，對(duì)其設(shè)計(jì)特點(diǎn)及施工順序進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土彎箱梁斜腹板設(shè)計(jì)一、概述運(yùn)平至三門峽高速公路是國(guó)道主干線209（二連浩特至河口）公路山西境內(nèi)的一部分，是山西省"大"字型公路主骨架的重要組成部分，是晉煤外運(yùn)主要通道之一。老龍溝二號(hào)橋位于209國(guó)道運(yùn)城至平陸段內(nèi)的山嶺重丘區(qū)，跨越老龍溝，為雙幅分離式高速公路大橋，橋梁全寬20.5m。兩幅橋之間的分離帶

2、為50cm。設(shè)計(jì)行車速度為60km／h。橋梁中心樁號(hào)為K17+930，起點(diǎn)中心樁號(hào)為K17+825，終點(diǎn)樁號(hào)為K18+035。該橋位于平曲線為圓曲線內(nèi)，路線中心線半徑為25lm，左幅橋中心線半徑為256.25m，右幅橋中心線半徑為245.75m。橋梁縱斷面部分位于半徑為R＝13000m的豎曲線內(nèi)。豎曲線兩邊縱坡分別為3．8％和3％，豎曲線半徑為R＝13000m，T＝117m，E=0．526m。橫橋向設(shè)有5％的超高。橋梁結(jié)構(gòu)體系為單箱單室等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)彎梁橋。二、技術(shù)及工程用材（表1）設(shè)計(jì)荷載：汽車-超20級(jí)掛車-

3、120。地震基本烈度：Ⅶ度。溫度：極端最高溫度43℃，最低溫度-13.2℃，常年平均溫度14．6℃。支座沉降：0．015m。三、橋址區(qū)自然概況1．地形、地貌老龍溝二號(hào)橋位于山嶺重丘區(qū)，跨越老龍溝，溝谷呈"V"字型，地形起伏很大，山嶺陡峭，溝谷幽深，屬中條山脈西南段的低山重丘區(qū)，地層上部為坡積物，下伏為太古界二長(zhǎng)花崗片麻巖，高差達(dá)80m。2．氣象橋址區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，一年四季分明，夏季干熱多雨，冬季寒冷干燥，春秋季風(fēng)較溫和。年平均氣溫14．6℃，最冷一月平均氣溫-1℃，極端最低氣溫-13．2℃，最熱平均氣溫27.6℃

4、，極端最高氣溫43℃。最大凍深33cm，最大積雪厚14cm，平均風(fēng)速3.5m/s，最大風(fēng)速18m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)。3．水文橋梁跨越老龍溝為V字型溝，兩邊基巖裸露，灌木荊棘叢生，溝壁陡峭，溝底平常只有一股細(xì)流流淌，水量受季節(jié)控制，雨季洪水時(shí)，流量增大，最深水位達(dá)1～1.5m，枯水期流量減少，水位只有1.5～0.8m左右。洪水主要由兩邊區(qū)域的山坡降雨匯流而成。4．工程地質(zhì)橋址區(qū)分布的主要是太古界涑水群的變粒巖和后期燕山期泥合花崗巖以及由于熱液變質(zhì)作用形成的花崗片麻巖。其中夾有多層片麻巖。該區(qū)處于構(gòu)造發(fā)育區(qū)，且中條山前大斷

5、裂至今仍在活動(dòng)。使得巖石風(fēng)化變質(zhì)嚴(yán)重、節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖石破碎。四、主要材料1．混凝土上部結(jié)構(gòu)主橋箱梁采用50號(hào)混凝土；防撞護(hù)欄采用30號(hào)混凝土。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用40號(hào)混凝土；基礎(chǔ)采用25號(hào)混凝土；橋頭搭板、橋臺(tái)耳墻、背墻均采用25號(hào)混凝土。2.鋼材鋼筋：直徑≥12mm者，均采用Ⅱ級(jí)（20MnSi）熱扎螺紋鋼筋；直徑＜12mm者，采用Ⅰ級(jí)（A3）光圓鋼筋。鋼板：應(yīng)符合GB700-65規(guī)定的A3鋼材。3．其他錨具及管道成孔：主橋箱梁錨具采用OVM15-12型，OVM15-12型連接器及其配套的相關(guān)配件，管道成孔采用內(nèi)徑為9

6、0mm的鋼波紋管。支座均采用KPZ系列抗震型盆式橡膠支座。伸縮縫采用J-75D80B型伸縮裝置。橋面鋪裝采用瀝青混凝土橋面鋪裝。五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)由于老龍溝二號(hào)橋位于高山峻嶺之中，受地形條件限制因素較多，在不得已的情況下，橋梁位于平曲線內(nèi)，且半徑較小，預(yù)制結(jié)構(gòu)很難適應(yīng)小半徑線形的變化，因此該橋系用現(xiàn)澆施工方案，以保證線形的順暢。該橋的設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn)：其一是預(yù)應(yīng)力混凝土彎箱梁在設(shè)計(jì)難度較大的情況下，設(shè)置了斜腹板，導(dǎo)致了預(yù)應(yīng)力鋼束空間線形布設(shè)的難度更加繁復(fù)化。其二是該橋的橋面超高達(dá)5％，導(dǎo)致了內(nèi)外腹板高差較大，增加了箱梁自身的

7、扭矩。其三是該橋縱斷面位于3％的縱坡內(nèi)，使橋梁的構(gòu)造處理進(jìn)一步復(fù)雜化。其四是該橋跨越深谷，橋墩高度達(dá)66m，為了保證橋墩形狀線條簡(jiǎn)潔，其外形尺寸保守一致，內(nèi)側(cè)腹板由上向下逐漸加厚。對(duì)以上諸條不利因素，在本次施工圖設(shè)計(jì)中都得到了很好的解決。1．上部構(gòu)造上部構(gòu)造采用梁高為2m（以箱中心為準(zhǔn)）的等截面斜腹板單箱單室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。橋梁橫坡由兩腹板調(diào)節(jié)而成。內(nèi)側(cè)（圓心側(cè)）腹板高度為147.5cm，外側(cè)腹板高度為172.5cm。單幅橋箱梁頂板寬度為10m，底板寬度為4.0m。懸臂板長(zhǎng)度為2.5m。箱梁在跨中斷面其頂、底板厚度分

8、別為25cm和20cm。腹板寬度為40cm。lm過(guò)渡段之后，其腹加厚至60cm，余均不變。再過(guò)渡到底板厚50cm。邊跨梁端頂、底板厚度分別為50cm及80cm。為了便于施工，在懸臂板與腹板的交接處設(shè)R＝10cm的圓弧，以利于脫模。為增加橋梁的美觀性，箱梁斷面采用斜腹的形式。為了滿足錨具布置的需要，箱梁內(nèi)側(cè)在端部附近加