严智英，吴余忠

(1.新余市公路勘察设计院，江西 新余 338000；2.新余市路桥工程局，江西 新余 338000)



袁河大桥主桥改造设计与分析

严智英1，吴余忠2

(1.新余市公路勘察设计院，江西 新余 338000；2.新余市路桥工程局，江西 新余 338000)

文章以袁河大桥为例，介绍了刚构变截面梁桥主桥的改造设计方案，并通过建模结构分析，提出了改造施工的要点，以期为类似桥梁工程的改造施工提供参考。

主桥；钢构；设计；结构分析；施工要点

0 引言

袁河大桥历经多年营运，经组织桥梁技术人员和专家进行评定，现已部分损坏，评定为危桥，需加固限行，为保障公路交通安全，改善两岸群众的生活生产条件，促进区域经济发展，并为国道G220以后升级改造做准备，拟在原桥上游新建一座袁河大桥。随着交通压力的日益加剧，该处已形成了一个交通瓶颈，成为阻碍交通顺畅的一个桎梏[1]。随着经济的发展，袁河大桥项目的实施迫在眉睫，这是两岸人民和政府的迫切要求，也是加强基础设施，发展当地经济的需要。本文针对主桥改造设计进行详细阐述。

1 工程概况

袁河大桥的桥梁中心桩号为K112+253.47，起点桩号为K112+074.83，终点桩号为K112+432.11，桥梁全长357.28 m。该桥采用整体式桥梁断面，桥梁总宽12.5 m，引桥桥梁结构采用标准跨径为25 m的预应力简支小箱梁结构，主桥采用桥墩固结的刚构变截面梁桥，全桥共分为四联，最大联长150 m(主桥)。

2 主要技术标准

桥面宽度：12.5 m，横向布置为：0.5 m(防撞栏)+11.5 m(行车道)+0.5 m(防撞栏)=12.5 m；

设计荷载：公路-Ⅰ级；

设计标高线：行车道中心线；

线型标准：纵坡≤3%，横坡双向2%；

通航等级：Ⅵ-1级，设计通航水位：69.00 m；

桥下通航净空净高：2×(25 m×6.0 m)；

设计洪水频率：1/100；

抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05 g。

3 主桥桥型结构设计与分析

3.1 主桥桥型结构设计

主桥上部标准截面图如图1所示。主桥上部采用预应力混凝土变截面连续刚构，单箱单室斜腹板结构，箱顶宽12.5 m，腹板斜度为3.5∶1，跨中处底宽6.44 m，支点处底宽5.64 m，单侧悬臂宽2.75 m，箱梁顶板设置双向2%横坡。箱梁根部高度(箱梁中心处，下同)3.0 m，跨中高度为1.6 m，按二次抛物线渐变；箱梁顶板厚0.3 m，箱梁跨中底板厚0.25 m，根部底板厚0.6 m，按二次抛物线渐变；全桥腹板厚度不变化，中跨腹板垂直厚度为0.65 m，边跨腹板垂直厚度为0.75 m。主墩顶横隔梁厚2.5 m，为增加边跨重量，端横梁厚1.55 m，梁高采用2.5 m，边跨现浇段及合拢段均采用实心段。除端横梁不设置检修孔外，其余均设置检修孔，箱梁腹板设置气孔，底板上设置泄水孔。

(a)跨中截面

(b)边跨支点截面

(c)中跨支点截面

主桥设置纵向预应力与桥面板横向预应力，由于跨径不大，考虑到其他因素，没有设竖向方面的预应力。

纵向预应力钢束主要包括腹板下、中跨顶，边跨顶、底板等；横向采用扁锚体系预应力束，一端张拉，张拉端与锚固端交错布置。

主桥采用双悬臂挂篮逐段对称浇筑的施工工艺，在0号梁段支架施工完毕后，上挂篮浇筑1号梁段，单“T”两侧对称施工，直到最大悬臂状态，由于边跨较短，中跨比边跨多一个节段，边跨合龙后，中跨还需要继续悬臂浇筑一个节段后才开始施工合龙段。

3.2 主桥连续刚构分析

3.2.1 设计参数

主桥上部纵向采用桥梁博士进行计算，并结合公路桥梁结构设计系统GQJS9.5进行校核，计算模型完全按照设计的施工顺序进行仿真计算，计算过程中充分考虑各种不良影响因素的影响，按规范对结构各施工阶段和成桥阶段进行了验算[2]。主桥合龙设计采用先边跨后中跨的顺序进行。

主桥主要计算参数如下：

(1)计算理论：弹性阶段未考虑非线性影响，采用内力叠加原理计算；

(2)结构验算荷载等级：公路-I级，车道荷载按双车道考虑，横向折减系数、纵向折减系数、活载偏载系数、活载横向分布系数分别是1、1.0、1.15、2.3；

(3)结构混凝土强度：C50，混凝土容重采用26 kN/m3，沥青混凝土容重采用24 kN/m3；

(4)预应力钢绞线：满足GB T/1552标准的15.2 mm、标准强度为1 860 MPa的预应力钢绞线，张拉控制应力1 395 MPa，锚具变形与钢束回缩值(一端)ΔL=6mm；管道摩阻系数μ=0.25，管道偏差系数κ=0.001 5 1/m；

(5)非预应力钢筋：钢筋直径<12mm者采用HPB300钢筋，反之采用HRB400钢筋；

(6)结构设计安全等级：一级；

(7)支座不均匀沉降：主墩5mm，交接墩3mm；

(8)地震动峰值加速度：0.05g；

(9)箱梁日照折线正温差T1=14 ℃，T2=5.5 ℃；

(10)箱梁日照折线负温差T1=-7 ℃，T2=-2.75 ℃；

(11)体系温差：计算合拢温度20 ℃，体系升温25 ℃，体系降温20 ℃；

(12)施工挂篮重量取自重70t(含模板)，合拢吊架30t(含模板)；

(13)箱梁二期均布荷载(含钢材)：71kN/m；

(14)收缩徐变天数：3 650d。

3.2.2 计算模型

全桥共划分为66个梁单元，45个柱单元，采用悬臂挂篮施工，共32个施工阶段。图2为第32施工阶段模型图，后续计算分析以该模型为基础。

图2 第32施工阶段模型图

3.2.3 计算结果

(1)承载能力极限状态验算

图3 抗力及对应内力图(kN·m)

由图3可知，承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度，满足规范要求。

(2)正常使用极限状态验算

通过桥梁博士计算可得短期效应组合主截面应力情况见图4。

(a)正应力图(MPa)

(b)主应力图(MPa)

由图4分析可知，正常使用极限状态下全桥的正截面抗剪及斜截面抗剪均满足规范要求。

标准组合主应力情况见图5。

(a)正应力图(MPa)

(b)主应力图(MPa)

综合以上计算可知，本桥在持久状况下混凝土的应力均能满足规范要求。

4 主桥施工要点分析

主桥桥梁的施工要求、标准、工艺等要严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JTGTF50-2011)有关条文办理，还应特别注意以下事项：

(1)梁段施工

主梁施工是先在7号、8号、9号墩墩旁搭设托架，浇筑墩顶0号梁段；然后在三个主墩上按“T构”用挂篮分段对称悬臂浇筑梁段；最后在落地支架上现浇边跨梁段及在合拢吊架上浇筑最后一个中跨节段及跨中合拢段，形成刚构-连续梁体系。

墩顶0号梁段拟在支撑于承台上的支架上施工。支架应认真设计验算，验算的主要目的是保证工程施工的安全。

在进行悬臂桥梁的施工时，要求在浇筑或者挂篮的移动和拆除阶段保持施工的平衡性，特别是进行桥梁的浇筑时要一次性完成。考虑到本桥边T的恒载重量不对称，施工过程中需要配重。特别在大风季节需要特别注意单“T”的稳定性，必要时采取相关措施确保单“T”的稳定[3]。

(2)施工质量控制

必须严格控制箱梁施工纵面线形，设定好立模标高，结合施工挂篮重量和临时施工荷载等多种情况精准计算出施工立模标高，并且在施工过程中持续监视箱梁标高和计算值之间的误差，并针对问题分析原因，可在下一梁段进行合适的调整，确保合拢精度，业主可以委托专业单位承担上部结构的施工监控工作。

旅游危机事件网络舆情系统的主体交互过程是旅游危机事件网络舆情发展过程中的各个部分相互联系并协调运行的作用过程。旅游危机事件网络舆情的传播是事件当事人或利益攸关方、新闻媒体、官方代表及其他网民等主体关于旅游危机事件的情绪、态度和意见等因素随该网络舆情事件的发展而变化的过程[13]。因此，旅游危机事件网络舆情系统的主体交互过程就是旅游危机事件网络舆情的传播过程。对旅游危机事件网络舆情传播过程的具体分析是对旅游危机事件本身和事件相关网络舆情发展变化的规律性认识。

为保证桥梁箱梁的质量，在施工前，要对混凝土进行认真的筛选，对混凝土的内在质量和外观质量都要进行严格的筛选和控制。在进行浇筑时，要保证混凝土的密实度，因此要对混凝土进行充分的振捣。对正常的工作缝隙要进行仔细清洁，保证新老混凝土的结合，另外还要保证箱梁表面的光亮、整洁，还要保证颜色的基本一致，及基本的美观等等[4]。

(3)预应力

预应力钢材及预应力锚具进场后，应分批严格检验和验收，妥善保管。

预应力钢材要满足以下几个方面的要求：凡有接头的预应力钢绞线部位不能使用；钢绞线使用前应作除锈处理；所有预应力张拉设备应按有关规定认真进行标定。

所有预应力管道的位置必须按设计图定位准确牢固，管道顺直，波纹管应具有足够的刚度和密水性，接头处严防漏浆和卷口[5]。

(4)主桥箱梁普通钢筋施工

进行主桥箱梁普通钢筋施工时，对钢筋的质量和施工工艺也是有要求的。一般来说，要满足《公路桥涵施工技术规范》的有关规定。对于断开的钢筋，要进行合理的焊接，焊接的施工技术要符合有关方面的规定。当钢筋和预应力管道在一定范围内发生冲突时，要首选对普通钢筋进行移位，这样做的主要目的是保证管道的位置。在钢束锚固处，如果普通钢筋与预应力管道发生冲突，可以对普通钢筋进行操作，适当地弯折，这样做也是为了保证管道的位置，但是在施工完成后，如果允许的话，要将普通钢筋弯折部分进行及时恢复[6]。

5 结语

袁河大桥为东西走向，新桥建成后，可以有效缓解老桥压力，形成左右分流，延长老桥的使用寿命。该大桥是分宜至宜春彬江必经道路，新桥建成后，可有效促进两地经济发展。由此可见，桥梁在经过合理设计与结构分析的基础上，把握施工的每个环节，才能确保桥梁实现其社会效益和经济效益。

[1]申俊昕，刘 斌，李 翠，等.云南龙江大桥主桥结构设计与整体分析[J].桥梁建设，2014(1)：89-94.

[2]何承珩.芜湖市三环路青弋江大桥主桥设计和结构分析[J].山西建筑，2014(11)：166-169.

[3]刘 昂，郭彬立，张 波.苏拉马都跨海大桥主桥桥面板设计及板、梁连接分析[J].公路，2011(1)：105-108.

[4]查京屏，梅大鹏.南京大胜关长江大桥主桥主要设计参数分析研究[J].铁道标准设计，2011(5)：50-52.

[5]杨 颖，张 祥.戴溪大桥主桥设计与结构分析[J].内蒙古科技与经济，2015(4)：70-72.

[6]黄 珠，黎栋家，何廷全.竹洲大桥主桥结构设计及受力分析[J].西部交通科技，2013(6)：67-70.

Main Bridge Reconstruction Design and Analysis of Yuanhe Bridge

YAN Zhi-ying1，WU Yu-zhong2

(1.Xinyu Highway Survey and Design Institute，Xinyu，Jiangxi，338000；2.Xinyu Road & Bridge Engineering Bureau，Xinyu，Jiangxi，338000)

With Yuanhe Bridge as the example，this article introduced the reconstruction design programs for main bridge of rigid frame variable-section girder bridge，and through the modeling and structural analysis，and proposed the reconstruction key-points，hoping to provide the reference for the transformation construction of similar bridge projects.

Main bridge；Steel structure；Design；Structural analysis；Construction key-points

U445.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.10.018

1673-4874(2016)10-0066-05

2016-09-05

严智英(1979—)，工程师，研究方向：公路桥梁的勘察设计。