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城市立交桥梁结构设计研究

2019-11-28宋晓飞

建材发展导向 2019年18期
关键词:河桥河大桥跨径

宋晓飞

(容海川城乡规划设计有限公司晋城分公司,山西 晋城 048000)

1 工程概况

桥梁建设规模的大小由其所跨越的障碍物(河道及道路) 大小决定,桥梁跨径布置是桥梁总体设计的关键,合理的跨径布置对控制工程规模、降低施工难度、提升桥梁景观效果具有重要意义。

1.1 跨A 河航道

A 河为通航河道,现状河宽约120m。A 河现状为五级航道,规划等级为三级,最高通航水位为8.33m 最低通航水位为3.33m。桥梁主跨通航净空不小于82m×7.0m(净宽×净高)。为尽量减小桥梁规模,节省两岸桥梁用地,在水中设墩,主跨采用85m,通航净宽边线与桥墩边缘间距0.25m,承台埋入河床底以下,两幅桥桥墩位于同一直线上,桥墩连线与河道水流方向平行。两幅桥采用相同跨径布置,跨径组合为50m+85m+50m。

1.2 跨B 河

B 河为等外级航道,B 河最高通航水位4.33m,最低通航水位2.33m,现状河道宽约43m,通航净空不小于12m×2.5m。

2 结构选型

2.1 跨A 河大桥

A 河为规划三级航道,通航净宽不小于82m,A 河大桥跨径组合为50m+85m+50m,分两幅桥布置,单幅桥宽17.75m,桥面布置机动车道、非机动车道、人行道。两幅桥中间预留华山路主线施工空间。主跨85m 桥梁通常可采用预应力混凝土变截面连续梁和钢结构系杆拱桥。

2.2 跨B 河桥

B 河为等外级航道,有通航要求。根据桥梁总体布置,B 河桥跨径分别为50m、54m 简支结构,类似跨径通常采用预应力混凝土箱梁和钢-混凝土组合箱梁。预应力混凝土箱梁适用于直线桥或曲线半径较大的桥梁,一般为现浇施工;钢-混凝土组合梁既适用于直线桥又适用于小半径曲线桥,一般采用预制吊装施工。B 河桥与河道斜交并位于曲线上,且河道处不宜采用大量支架现浇,采用预制吊装施工更为方便合理,故B 河桥采用钢-混凝土组合梁结构,组合梁断面与混凝土箱梁相似,箱室采用钢结构预制拼装,桥面板采用混凝土现场浇筑。

3 桥梁结构设计

3.1 A 河大桥

1) 上部结构,A 河大桥上部结构主梁采用50m+85m+50m 预应力混凝土变截面连续箱梁,共两幅桥,单幅桥桥宽17.75m,采用单箱双室截面,为减小主梁施工难度,采用直腹板断面,箱梁顶板总宽17.55m,底板宽12.15m。箱梁中支点梁高5.0m,高跨比1/17;跨中梁高2.2m,高跨比1/38.6,跨中梁高与支点梁高之比为0.44,梁底按二次抛物线变化。顶底板均设置2%单向横坡。箱梁顶板厚280mm,底板厚280~600mm;腹板厚500~800mm,按线性变化;悬臂板长度2.7m,悬臂端部板厚220mm,根部厚550mm;箱内腹板与顶底板相交处分别设倒角。箱梁墩顶设置横梁,横梁两侧突出腹板形成半圆柱造型,中横梁及边墩附近底板设永久人孔,中跨跨中设横隔板。中墩支座横向间距10.0m,北侧边墩支座横向间距5.0m,对称于悬浇箱室结构中心线布置。南侧边墩处桥面行人及非机动车通过梯坡道落地,桥面宽度变窄,支座横向间距调整为7.0m。箱梁0#节段长度为10m,对称悬臂浇筑部分分为10 个节段,节段长度3.0~4.0m,合龙段长2.0m,每幅桥共设置二个边跨合龙段和一个中跨合龙段。箱梁纵向设预应力钢束,按全预应力构件设计;横梁按A 类预应力构件设计;竖向不设预应力;桥面板按钢筋混凝土构件设计。纵向预应力采用φS15.2 高强度低松弛钢绞线,标准强度为1860MPa,锚固体系为群锚体系。

2) 下部结构,桥梁下部结构应选择简洁、通透、刚劲、给人以安全感和舒适感的结构型式,并与上部结构及周围环境协调统一。A 河大桥主墩位于河道内,采用门架式带系梁双柱墩,桥墩单个立柱截面尺寸为4.9m×2.5m(平行水流方向×垂直水流方向),迎水面设置成半圆弧,与上部结构横梁突出的圆弧对应,既减小桥墩的阻水效应,又具有良好的景观效果。主墩承台为矩形实体承台,厚度3.5m,承台顶面埋入规划河床底面以下,每个承台下设12 根直径1500mm 钻孔灌注桩。每个主墩外侧都设置一个混凝土防撞墩,每个防撞墩下设5 根直径800mm 钻孔灌注桩。

3.2 B 河桥

1) 上部结构,B 河桥分别采用54m、50m 简支钢-混凝土组合梁,主梁高度为2.65m(钢梁2.4m+桥面板0.25m)。纵向每隔2m 左右依次设一道空腹式或加劲横梁。在钢梁顶板设剪力钉连接钢梁与混凝土桥面板。钢梁采用单箱三室闭合式断面(不计两侧悬臂箱室),钢梁顶板宽17.55m,顶板厚12mm;底板宽10.4m,底板厚16 ~25mm;腹板高2372mm,厚16~20mm。混凝土桥面板厚250mm。剪力钉采用直径19mm,高度为200mm 的圆柱头焊钉。

2) 下部结构,B 河桥桥墩采用高架桥常用的带系梁双柱花瓶墩,立柱横向间距可随桥梁宽度调整,桥墩适用性强。立柱两侧圆弧与上部结构箱梁挑臂圆弧对应,造型优美协调。单个立柱截面尺寸为1.6m×1.8m(横向×纵向),承台为矩形实体承台,厚度2.5m,承台下设6 根直径1200mm 钻孔灌注桩。

4 结语

城市立交桥是城市交通中非常重要的一部分,城市立交桥梁的设计对城市立交桥整体建设的影响也是非常深远的。因此,在设计阶段就要对桥梁结构的设计工作加以重视,根据实际情况,合理设计桥梁结构,从而保障城市交通的顺利发展。

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