靈山高架橋設計

1、靈山高架橋設計摘要：靈山高架橋為龍麗高速公路龍游段上一座跨線高架橋。重點介紹該橋設計標準、橋跨布置以及構(gòu)造設計和計算。為同類型構(gòu)造日后的設計和施工提供參考。關鍵詞：組合小箱梁橋高架橋預應力蓋梁挖孔灌注樁一、工程概況靈山高架橋是龍(游)-麗(水)高速公路龍游改建段上的一座高架橋，位于龍游縣靈山鄉(xiāng)。龍麗高速公路是在龍麗一級公路的根底上改建。由于一級公路改高速后，對一級公路施行時占用的50省道靈山段必須恢復。通過多種方案論證比擬后決定采用全線高架橋跨越50省道，橋下的50省道按二級公路標準修建。高架橋上部構(gòu)造為(4525)局部預應力砼組合小箱梁，先簡支后連續(xù)，全橋分8聯(lián)。該橋左右幅別離，單幅橋梁寬度

2、為11.75，全橋長1130。橋址處地質(zhì)巖層較淺，巖性單一，屬片麻巖。橋位處屬亞熱帶季風氣候，極端最高氣溫41.8，極端最低氣溫-11.4，年平均氣溫在16.317.3。二、設計標準1公路等級：高速公路；2設計荷載：公路-I級；3計算行車速度：80k/h；4橋梁橫斷面：整體式路基寬24.5，橋梁比路基兩邊窄0.25，橋梁左右幅別離，單幅橋梁寬度為11.75，橫斷面布置為0.5(鋼筋砼防撞護欄)+10.5(行車道)+0.75(波形鋼護欄)；5地震動峰值加速度系數(shù)：0.05g，重要性修正系數(shù)1.3，抗震構(gòu)造措施按七度設防。三、總體設計橋址處地形平坦，兩邊為靈山鄉(xiāng)村民居住區(qū)，人員比擬密集。已建成的龍

3、麗一級公路為雙向四車道，交通量較大。要求施工過程中不能中斷龍麗一級公路、50省道的通行，因此橋梁規(guī)模、施工難度都比擬大。橋型方案設計，力求做到技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、施工方便、施工周期短、維護費用低，并且盡量減少對相關工程正常運營的影響。結(jié)合初步設計專家評審意見，上部構(gòu)造選擇預制的預應力砼組合小箱梁，先簡支后連續(xù)。橋跨布置為：(625+525+3(625)+2(525)+625)，墩臺均按法向布置。全橋分為8聯(lián)，左右幅布跨一樣。下部構(gòu)造為：矩形墩、肋式臺，矩形挖孔灌注樁基矗四、上、下部構(gòu)造設計1上部構(gòu)造本橋上部構(gòu)造采用25局部預應力(A類)混凝土組合小箱梁，56孔為一聯(lián)，采用多箱單獨預制，簡支安裝

4、，現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)的構(gòu)造體系。梁高140，頂板厚18，底板厚從跨中至根部由18變化為25，腹板厚從跨中至根部由18變化為25。半幅橋每孔布置4片箱梁，箱梁梁間距為285，懸臂長160，箱梁之間設18厚橫向濕接縫。箱梁連續(xù)處設1道厚35的中橫梁，邊跨梁端設1道厚25的端橫梁。小箱梁采用50混凝土預制。2下部構(gòu)造下部構(gòu)造的特點是橋墩類型多，是本橋設計的難點，也是本文要重點介紹的內(nèi)容。為了保證橋下50省道的通行凈空要求，本橋采用二柱或者三柱式橋墩。二柱式墩有37個，其中柱間距為14的有35個，柱間距為12.4的有1個，柱間距為15.2的有1個；三柱式墩有7個。全橋合計有10種不同類型的橋墩

5、。橋墩蓋梁統(tǒng)一采用矩形截面，高為200，寬為180。其中預應力蓋梁設計又是本橋最復雜的局部。蓋梁采用50混凝土，按全預應力砼構(gòu)件設計。采用ASTA416/A41698標準的低松馳鋼鉸線，其標準強度1860Pa，直徑15.24，公稱面積1402，彈性模量Ey=1.95105Pa，所使用的預應力錨具應符合國家標準GB/T143702000中規(guī)定的I類錨具要求。管道采用預埋金屬波紋管成型。橋墩墩身采用等截面矩形實心墩，墩高為600700。兩柱式和三柱式中墩的墩身截面尺寸為：180(橫)150(縱)；三柱式邊墩為：150(橫)150(縱)。墩柱按普通鋼筋砼構(gòu)件設計，采用30混凝土。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll

6、.為了加快施工進度和減少施工過程中對龍麗一級公路、50省道正常運營的影響，建立單位要求設計單位對橋墩下部樁基進展優(yōu)化設計。橋址處弱風化巖層比擬淺，假如按嵌巖樁設計，樁長只有1525米，完全可以采用人工開挖。采用這種施工方法每個橋墩之間互相獨立不受影響，作業(yè)面廣，可以同時大面積施工。經(jīng)過綜合分析比擬，橋墩下部樁基并沒有采用以往通常的做法：群樁加承臺；而是采用等截面大尺寸矩形挖孔灌注樁。兩柱式和三柱式中墩的樁基截面尺寸為：240(橫)180(縱)，三柱式邊墩為：180(橫)180(縱)；采用25混凝土。橋墩構(gòu)造見圖1和圖2。圖1二柱式橋墩一般構(gòu)造圖2三柱式橋墩一般構(gòu)造五、構(gòu)造計算1組合小箱梁小箱梁

7、內(nèi)力計算采用平面桿系有限元程序橋梁博士3.0進展計算，荷載橫向分配系數(shù)采用剛接板(梁)法計算，并用梁格法進展檢算，橋面板計算按單向板和懸臂板計算。本設計為局部預應力(A類)混凝土構(gòu)造，故跨中底板和支點處頂板根據(jù)承載才能極限狀態(tài)設置受力鋼筋。此種構(gòu)造在高速公路上比擬常用，有較成熟的設計、施工方法，本文不再贅述。2蓋梁橋墩蓋梁施工及運營階段的內(nèi)力計算采用橋梁博士3.0進展計算。預應力混凝土現(xiàn)澆蓋梁施工工藝流程為：下部樁基、立柱施工完成后，搭設支架澆筑蓋梁砼；蓋梁砼到達設計強度后張拉第一批鋼束；然后進展上部小箱梁的架設，再張拉第二批鋼束；最后進展橋面系施工。按此流程分4個主要工況計算構(gòu)造各截面內(nèi)力、

8、應力和位移。成橋運營計算包括恒載、活載、支點沉降和溫度等工況，按標準進展最不利荷載組合。溫度荷載按體系升溫5及降溫5計算；不均勻沉降按10計算。計算結(jié)果：在最不利荷載組合下，蓋梁上緣最小應力為壓應力1.2Pa，蓋梁上緣最大應力為壓應力5.5Pa，蓋梁下緣最小應力為壓應力0.5Pa，蓋梁下緣最大應力為壓應力6.6Pa，均滿足標準要求。3蓋梁與墩柱連接方式比照計算一般橋墩蓋梁與墩柱都是采取直接固結(jié)的連接方式，本橋設計中兩柱式橋墩也是采用這種方式，見圖1。但是在三柱式橋墩蓋梁計算中，發(fā)現(xiàn)離中柱間隔 比擬大的邊柱假如采用梁柱固結(jié)，計算很難滿足標準要求，因此采取蓋梁與墩柱之間設置單向活動盆式支座，見圖2

9、。為弄清2種連接方式對蓋梁的影響，在設計中，針對梁柱設置支座和固結(jié)2種情況進展比照計算。取5號墩蓋梁靠邊墩的局部單元在運營階段的截面應力進展比擬，其結(jié)果見表1。單元號截面號下緣應力(Pa)表1說明梁柱之間設置支座可有效增加截面下緣的壓應力，對預防蓋梁下緣開裂有明顯的作用。因此，在該橋設計中，對三柱式橋墩蓋梁均設置有盆式支座。其中3、4、39和40號墩兩側(cè)邊柱設盆式支座，5、6和38號墩單側(cè)邊柱設盆式支座。六、結(jié)語靈山高架是龍麗高速公路上的控制性工程之一，施工工期短、施工場地受限制、下部橋墩構(gòu)造復雜是該橋的特點也是設計和施工的難點。通過精心設計，努力創(chuàng)新，大膽采用新技術(shù)、新工藝，使該橋上下部構(gòu)造尺寸合理、比例協(xié)調(diào)，全橋氣勢宏大，莊重沉穩(wěn)又不失輕盈美觀，符合平安、經(jīng)濟、適用