夏保华， 檀和平

(1.合肥市市政设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230041；2.池州市重点工程建设管理处，安徽 池州 247100)

1 概 述

本次设计的刘婆矶桥位于池州市区防洪大堤以外，西起规划滨江区环路，东接现状沿江路，全长约372 m，道路规划红线宽15 m，为城市支路，设计车速30 km/h。

本次设计的桥梁位于上小湖公园东侧，跨越秋浦河故道，为1跨110 m提篮拱桥，单跨115.04 m，如图1所示。桥梁横断面为：3 m(人行道)+4.5 m(车行道)+4.5 m(车行道)+3 m(人行道)=15 m。

图1 刘婆矶桥效果图

2 总体方案设计

2.1 拱肋

拱肋矢跨比1∶5，矢高22.0 m。共2榀拱肋，拱肋间距18.0 m。拱肋为钢管混凝土结构，圆端形截面；截面高度2.9 m，宽度1.2 m。拱肋之间共设3道一字横撑[1]。

2.2 主梁

桥面系梁采用π型双主梁式结构，梁高2.4 m。主梁间设置内横梁，间距5 m；桥面板厚度260 mm；两端各设置1根端横梁[2]。

2.3 吊索

全桥共38根吊索，纵向间距为5 m。吊索采用钢绞线，安装内置式高性能阻尼器，利用高阻尼橡胶来耗能减震[3,4]。

2.4 下部结构

桥台采用墙式+立柱组合结构。桥台基础采用直径1.5 m钻孔桩基础，每个桥台共19根桩，桩长36 m，持力层选择在⑥2中风化角砾岩[5]。

3 结构计算

本次桥梁设计荷载等级为城-B级[6,7]。

3.1 永久作用

(1)铺装层：防水混凝土+沥青混凝土。

(2)人行道栏杆、缘石、人行道。

(3)自重。

(4)管线重。

(5)整体升降温。

整体升温，30.0℃；

整体降温，-30.0℃；

(6)温度梯度。

温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》的温度梯度曲线确定，T1=14 ℃，T2=5.5 ℃(100 mm沥青混凝土铺装)。

(7)可变荷载。对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ，按照《公路钢管混凝土拱桥设计规范》计算的冲击系数μ =0.031。

(8)混凝土收缩及徐变作用。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的规定计算。

3.2 计算模型及结果

总体采用MIDAS Civil Designer 2019 V2.2进行建模计算，计算模型如图2所示。

图2 刘婆矶桥总体模型图

计算结果如下：

3.2.1 主梁验算

(1)正截面抗裂验算：正截面抗裂验算结果如图3、图4所示。

图3 正截面抗裂(频遇)验算结果图形

图4 正截面抗裂(准永久)验算结果图形

由图3和图4可知，频遇及准永久效应组合均满足规范要求。

(2) 斜截面抗裂验算：斜截面抗裂验算结果如图5所示。

图5 斜截面抗裂验算结果图形

由图5可知，斜截面抗裂满足规范要求。

3.2.2 拱肋验算

拱肋验算结果如图6所示。

图6 基本组合下最不利轴向力(单位：kN)

由图6可知，主拱承载力满足规范要求。

3.2.3 稳定验算

主拱稳定系数验算结果如图7所示。

图7 主拱弹性整体稳定系数

由图7可知，主拱弹性整体稳定系数为69.3，远大于4，满足规范要求。

3.2.4 吊索承载能力极限状态计算

计算结果见表1。

表1 各吊索承载能力极限状态下的安全系数

由表1可知，安全系数大于1，满足规范要求。

4 上部结构施工方案

本桥上部结构采用先梁后拱的施工顺序。

4.1 桥面主梁施工

主梁支架采用钢管贝雷架施工，支架的预压重量按不小于梁重的110%进行预压，预压→实测→释放→实测→分析弹性变形情况。间隔24 h连续测量的沉降值，沉降值在2 mm以内时，说明沉降已稳定，记录最后沉降稳定的标高后卸载，卸载完后再测定各点的标高，得出卸载后的回弹量。

4.2 拱肋施工

4.2.1 钢管制作、架设

主拱肋钢管施工按照工厂加工制作、现场组装的原则，先采用1∶1模型进行试拼装，再在主梁上架设临时支撑体系后正式架设拼装。

4.2.2 拱圈灌注混凝土

拱肋混凝土灌注采用 C50自密实低收缩混凝土，沿拱轴在钢管顶部设置若干排气孔，混凝土在泵压力作用下，由下而上顶升，靠自重挤压密实填充管腔，与钢管共同作用。

4.3 吊索施工

卸落桥面上拱肋临时支撑后，从主拱1/4、3/4截面位置对称安装并张拉吊索。

5 结束语

刘婆矶桥主拱圈向内旋转15°，桥面人行道外侧设置弧形平台，供行人观景，横撑摒弃了常规的K撑造型，美化成渔网孔状。桥面系采用π形双主梁式结构，吊索采用单丝涂敷环氧涂层钢绞线[8-10]。本文对该桥结构计算及上部结构施工流程进行介绍，以期为今后此类桥梁设计提供理论借鉴。