贵州省仁怀市盐津河二桥设计要点

叶洪平　刘建军

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　550081)

贵州省仁怀市盐津河二桥设计要点

叶洪平刘建军

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081)

摘要以贵州省仁怀市城南大道盐津河二桥为工程实例，该桥主桥跨径布置为130 m+230 m+130 m预应力混凝土连续刚构桥，具有跨度大、桥面宽及主墩高度矮等特点。文中介绍了该桥的项目概况、设计要点、构造处理、结构受力特点，并进行了结构分析。

关键词预应力混凝土连续刚构桥设计要点结构分析

1工程概况

贵州省仁怀市城南大道工程为新建城市道路，西起于冠英新房，设计起点与茅台至坛厂一级公路平交，路线由西向东跨越盐津河后，终点接醉美大道，全长5.515 km。

本项目为城南大道中段，起点桩号K2+780(盐津河西岸规划道路交叉口)，终点桩号K3+900(通达木材公司)，道路全长1.12 km。

桥区处于贵州高原北部边缘向四川盆地过渡的斜坡地带，总体为高原中、低山地丘陵峡谷地貌，整个地势向赤水河河谷倾斜。桥位处为V形

峡谷河谷，两岸为陡崖及陡斜坡，两岸台地为低山山地地形，河谷底高程约581 m，台地最高810 m，相对高差约230 m。

盐津河二桥是本项目的主要工程，孔跨布置为：5×20 m现浇箱梁+130 m+230 m+130 m连续刚构+3×20 m现浇箱梁，其中主桥采用预应力混凝土连续箱梁，双肢薄壁连续刚构[1]，由于本桥具有主桥跨径大，桥面宽且最矮主墩仅为35 m，增加了结构受力变形的特殊性及复杂性。本文着重介绍结构受力特点，设计要点及计算结果等，桥型布置见图1。

图1　桥型布置图(单位：m)

2结构特点

2.1　主桥上部结构设计要点

主桥为主跨230 m预应力混凝土连续刚构桥，桥面宽度18 m(含人行道)，主梁采用直腹板的单箱双室三向预应力混凝土变截面箱梁，箱顶宽18 m，底宽11.2 m；箱梁高度在各墩与箱梁相接的根部断面梁高为14.5 m，现浇段和合龙段梁高均为4.6 m，其余梁底下缘按1.8次方抛物线变化；箱梁顶板跨中厚度：除墩身范围内的0号梁段为50 cm、梁端支承截面为170 cm外，其余为30 cm，主桥箱梁采用悬臂浇注法施工，见图2及图3。

图2主桥根部典型截面(单位：cm)

图3　主桥跨中典型截面(单位：cm)

主桥箱梁纵向预应力钢束分为顶板束(T)、腹板束(W)、中跨底板束(DZ)、边跨底板束(DB)、合龙段顶板连接束(H)及预留束(Y)6类。纵向预应力采用公称直径15.20 mm的预应力钢绞线。所有纵向钢束均采用两端张拉方式。预留束的管道分段设置，待相应的预应力施工完成后灌浆封闭，钢束分每束25根及每束19根钢绞线2种，单根钢绞线直径为15.20 mm，抗拉强度标准值为1 860 MPa，主桥跨中断面钢束布置见图4。

图4主桥跨中钢束典型截面

2.2　主桥下部结构主要尺寸

主桥2主墩高度分别为35 m和38 m，主墩纵向由2片双肢薄壁空心墩组成，薄壁墩为单箱双室截面，横桥向11.2 m，顺桥向2.8 m。墩身上端与箱梁0号梁段固接，下端与承台固接。桥墩承台采用16.9 m×14.8 m矩形承台，厚度为5.0 m。主墩采用9根直径为2.5 m的桩基，桩基按嵌岩桩设计，桥墩断面见图5。

图5桥墩截面(单位：cm)

3计算结果

3.1　计算模型

本桥总体计算采用桥梁博士V3.2计算软件，静力计算按施工流程分阶段建立模型，并按规范要求对结构施工阶段和成桥阶段进行验算。

模型中1～158号单元为主梁单元，159～210号单元为桥墩单元，单元重量程序自动计算，齿板、横隔板重量按集中荷载加载，二期恒载按线性均布荷载加载。计算模型见图6。

图6　计算模型图

主梁构件为全预应力混凝土构件，桥墩为钢筋混凝土构件。

3.2　技术指标

(1) 自重。混凝土容重26 kN/m3；沥青混凝土容重取23 kN/m3，桥面系混凝土容重取24 kN/m3。

(2) 汽车荷载。汽车荷载采用城市A级。

(3) 温度荷载。整体升温采用20 ℃，整体降温采用20 ℃。

非线性温度参照《公路桥涵设计通用规范》[2]取值。

3.3　箱梁纵向计算结果

(1) 持久状况承载能力极限状态正截面强度计算。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[3](以下简称《桥规》)第5.1.5条规范：构件承载能力极限阶段强度应符合下式要求

γ0S≤R

式中：γ0为桥梁结构的重要性系数；S为荷载效应的组合设计值；R为构件承载力设计值。

本桥结构重要性系数取1.1，主梁承载能力验算见图7。

图7　持久状况承载能力极限状态

由图可知，主梁各截面满足承载能力极限状态截面强度要求。

(2) 持久状况正常使用极限状态抗裂验算。本桥主跨为230 m，根据《桥规》第6.3.1条规定进行正截面和斜截面抗裂验算。

①正截面抗裂验算。全预应力混凝土构件，在作用短期效应组合下：σst-0.80σpc≤0；主梁在短期效应组合下各截面的最小正应力见图8。

图8短期效应组合下混凝土最小正应力图(单位：MPa)

由图8可见，短期效应组合下，主梁上下缘均未出现拉应力，满足规范要求。

②斜截面抗裂验算。全预应力混凝土构件，在短期效应组合下现场浇筑构件：σtp≤0.4ftk=0.4×2.74=1.096 MPa。经计算，主梁截面最大主拉应力为0.85 MPa，满足斜截面抗裂要求。

(3) 持久状况构件的应力验算。根据《桥规》第7.1.5条，使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力应符合下列规定：σkc+σpt≤0.5fck=0.5×35.5=17.75 MPa。

主梁在标准组合下各截面的最大正应力见图9。

图9　持久状况正常使用极限状态

主梁各截面均满足《规范》要求。

3.4　主墩计算结果

(1) 持久状况承载能力极限状态正截面强度验算。根据《桥规》第5.1.5条规范：构件承载能力极限阶段强度应符合要求。本桥结构重要性系数γ0取1.1。经验算，桥墩各截面满足承载能力极限状态截面强度要求。

(2) 主墩正常使用极限状态裂缝验算。裂缝验算根据《桥规》第6.4.2条规定，钢筋混凝土构件I、II类环境下其裂缝宽度不应超过0.2 mm。经计算，主墩正常使用极限状态下桥墩裂缝最大为0.15 mm，小于0.2 mm，满足规范要求。

综上所述，主桥各项计算结果均满足规范要求。

4结语

本桥主桥主墩墩身已顺利施工完毕, 目前正在进行箱梁悬臂浇筑。本桥主桥跨径大，桥面宽，且最矮主墩仅有35 m，根据本桥的结构特点，在结构设计阶段做了大量结构优化设计、构造处理及结构计算等工作, 可为同类桥型设计提供参考。

参考文献

[1]范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

Hanging Basket of Super-wide Construction Safety Risk

Analysis and Control of Cable-stayed Bridge

LiRan

(Transportation Engineering Test Centre, China Academy of Transportation Sciences, Beijing 100013, China)

Abstract：In order to analyze safety risk of hanging basket with fore fulcra of super-wide cantilever casting construction of highway cable-stayed bridge, Hanjiang Bridge in Wuhan fourth ring highway as an example, the hanging basket with fore fulcra of super-wide cantilever casting construction was introduced. We adopted the system safety engineering method to analyze the possible risk. According to the results of the risk analysis, usingLEC evaluation method, we determined the construction risk prevention and control focused on collapsion and fall accident. Aiming at risk prevention and control focuses, we proposed the corresponding risk control measures.

Key words:cable-stayed bridge; risk analysis; risk control; hanging basket with fore fulcra; cantilever casting construction

收稿日期：2015-05-24

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.05.011