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潭榄桥设计要点综述

2015-11-02经验人

中国科技信息 2015年15期
关键词:桥型简支横断面

经验人:张 静

潭榄桥设计要点综述

经验人:张 静

潭榄桥是海南省2014年危桥改建计划的重点工程,本文介绍了该桥在桥梁方案选定、抗震设计应用、工程造价控制等方面的设计思想和要点,供大家参考和讨论。

潭榄桥位于省道S202定安县城路段(见龙大道),跨越潭榄溪,是连接定安县新城区和老城区的一座重要桥梁。原桥建于上世纪六十年代,桥梁型式为3~25m钢筋混凝土双曲拱,矢跨比1/5,全宽24m,桥长93m。桥台为重力式桥台、扩大基础,桥墩为实体桥墩、灌注桩基础。全省危桥普查发现,该桥主拱圈、拱脚、桥台侧墙、桥墩基础出现不同程度病害,被评定为四类危桥。该桥被列为海南省2014年危桥改建计划首批实施重点项目。

技术标准确定

见龙大道道路等级为城市主干路,设计速度60km/h,潭榄桥服从路线标准,主要技术标准见表1。

表1 项目主要技术标准

平纵方案

潭榄桥位于已建成的见龙大道上,桥梁平纵方案服从见龙大道路线平纵方案以及《定安县城市总体规划》(2005-2020年),尽可能的避免大量拆迁,兼顾城镇的近期发展和长远规划。

根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)和《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)该桥设计洪水频率应为1/100,而桥梁两侧市政路和潭榄溪防洪堤防洪标准均为1/20,从城市总体规划和与环境的协调性考虑,桥梁应与周边构造高程保持协调一致,即使桥梁防洪标准高于周边环境,也达不到预期目的,反而造成浪费。经多方研究讨论,最终确定该桥设计洪水频率为1/20,桥梁纵断面服从已建成的见龙大道纵断面。

桥梁方案

潭榄桥虽为公路桥梁,但身处过县城路段,桥梁方案需要结合市政功能需求、城镇施工条件等综合考虑,既要满足两种桥梁的基本要求,又要有侧重地突出市政要素。

横断面方案确定

潭榄桥一头接新城区,一头接老城区,新城区道路横断面宽50m,老城区道路宽31m。为保证行车通畅性和安全性,桥梁横断面不压缩行车道宽度,其行车道、非机动车道及分隔带宽度与新城区道路横断面保持一致,同时为降低造价,将人行道宽度适当减小,由7m变为5m,桥梁横断面具体分布如下:人行道(5m)+非机动车道(4m)+机非分隔带(2m)+车行道(24m)+ 机非分隔带(2m)+非机动车道(4m)+人行道(5m)=46m。桥梁较宽,桥下净空不充裕,为进一步争取桥下净空,将横坡最低点由人行道缘石侧变至机非分隔带位置,达到减少横坡高差目的。

桥型方案比选

潭榄桥跨越的潭榄溪河段正在进行整治,两岸河堤已建成,河堤顶部已铺筑砂石路面,桥位处河道宽度约95m。随着两岸城镇化程度也越来越高,桥梁建设应考虑两岸长远发展,桥长宜能跨越河溪即可,不宜深入河岸太远。综合地形地貌、使用功能、县城总体规划等,初步确定桥梁长度为100m左右,拟定两种桥型方案:

(1)方案一:5~20m装配式预应力混凝土简支空心板

桥梁总长110.92m;上部结构采用5~20m装配式预应力混凝土简支空心板,梁高0.95m;下部桥墩采用柱式墩,摩擦桩基础,桥台采用U台,摩擦桩基础。

(2)方案二:5~20m现浇预应力混凝土连续箱梁

桥梁全长96.0m;桥梁全宽8.5m;上部结构采用3~30m预应力混凝土连续箱梁,梁高1.3m;下部桥墩采用柱式墩,摩擦桩基础,桥台采用U台,摩擦桩基础。

方案一为预制空心板,上部可标准化预制,质量有保证,吊装施工,雨季旱季均可施工,工期短;梁高小,在桥面高程受限时,有利于争取桥下过水面积;装配式结构通过后期湿接形成一体,整体性不如现浇结构;简支体系有利于抗震,可将水平地震力均匀分配给各个墩台;单位工程造价较低。

a)5~20m装配式预应力混凝土简支空心板

图1 潭榄桥桥型布置图

方案二为现浇连续箱梁,上部采用满堂支架施工,工艺复杂、要求高,洪水季不宜施工,工期较长;梁高大,桥下过水面积较少;现浇混凝土结构,整体性较方案一好;连续结构体系的固定墩要承受巨大的水平地震力,需要特殊设计;单位工程造价较高。

综合考虑施工条件、工期、抗震、造价等因素,推荐桥型方案一。

桥梁抗震设计及措施

桥梁处基本烈度为8度,地震动峰值加速度为0.2g,抗震设防类别为B类,工程场地类别为Ⅲ类,反应谱特征周期为0.45s。

桥梁处于高烈度区,抗震要求较为突出,从抗震角度看,桥型方案选取简支结构为宜,简支体系可将两个个方向水平地震力较均匀的分配给每个墩台。

高烈度区桥梁需要进行抗震设计,目前桥梁抗震方法大体可分为减隔震设计和延性设计。潭榄桥梁横向宽度较大,桥墩较矮,桥梁水平抗推刚度较大,不宜采用延性设计,可采用减隔震。采用的抗震措施如下:

1.采用超高阻尼橡胶支座,延长结构自振周期,减小水平地震力。

2.合理设计抗震挡块尺寸,一方面防止结构在罕遇地震作用下的落梁,另一方面使得地震来临时主梁与挡块的横向碰撞力趋于小值。

3.合理设置挡块与主梁间的距离,有利于支座隔震效应的发挥。

4.在挡块内侧及台背前墙位置黏贴防震缓冲橡胶垫块,减小碰撞力。

总结

潭榄桥为旧桥改建项目,改建路线总长度0.5km,桥梁长度110.92m,项目总造价4020.0891万元,其中建安费3265.6651万元;桥梁部分总造价3129.7678万元,其中建安费2560.8345万元。通过路线总体方案、桥型方案、桥梁横断面、抗震体系选择等方面反复研究和比选,在保证使用功能和满足规范的基础上,投资控制取得较好的效果。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.051

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