徽水河大桥主桥方案设计

2020-12-17曹新垒周小伍

安徽建筑 2020年12期

曹新垒，周小伍

（1.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230088；2.公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥 230088）

0 前言

近年来，随着国家推行绿色公路、发展“四个交通”的政策[1]要求，桥梁工业化建造技术，包括结构标准化、工厂化预制及机械化施工等被提上了日程。上部结构向轻型化发展，可大大减小结构自重，便于运输及安装。

山区桥梁，非一跨跨越时，多具有高墩、主跨跨径不大等特点。当项目对景观有一点要求时，常见的连续刚构、连续梁等造型相对单一的梁式桥桥型就可能满足不了业主的要求。由于轻柔主梁的结构更符合人们的审美观点，且可以节省造价，故主梁应“轻薄化”。这与刚度较大的矮塔斜拉桥存在一定的差异，属于低塔斜拉桥[2～4]，其主梁多采用混凝土肋板梁[5]及钢板组合梁。

1 工程建设条件

本桥位处地貌单元属皖南中低山地貌，微地貌单元为低山、山间沟谷、河流。桥位处场地地形起伏很大，地面标高约136.69m～181.10m，场地现主要为山体、道路、山间沟谷等。

桥位区域地层以碎石、强风化泥质砂岩及中风化泥质粉砂岩为主，基础持力层为中风化泥质粉砂岩，埋深10m～40m。

2 主要技术标准

①道路等级：双向四车道高速公路。

②设计车速：80km/h。

③设计基准期：100年。

④设计安全等级：一级。

⑤设计荷载：公路-I级。

⑥桥梁横断面：全幅净宽2m×12.25m、半幅12.25m。

⑦通航条件：无通航要求。

⑧地震动峰值加速度值0.05g，特征周期0.35s，Ⅱ类场地，对应地震基本烈度为6度。

⑨环境类型：I类环境。

3 主桥主梁方案比选

3.1 主桥主梁方案构思原则

①主梁方案符合山区桥梁工业化要求，能够满足结构轻型化、节约工期、环境保护等要求。

②桥位处平曲线位于圆曲线上，主梁方案应具有较好地抗扭性能。

③主梁方案应兼顾经济性。

3.2 主桥主梁方案

3.2.1 总体设计

徽水河大桥桥位所处路段采用分离式路基，左幅路线平面位于R=3200m的平曲线上，右幅平面位于R=3000m的平曲线上，两幅路基间净距约为20m。分幅路基宽度为12.75m，桥梁单幅宽度为12.25m。桥梁纵断面位于单向0.7%的纵坡上。

3.2.2 混凝土肋板式主梁

主梁采用预应力混凝土π梁构造，不设置拉索区横梁。π梁高1.6m，桥面板通长厚 0.4m，π梁间桥面板宽4.85m，主梁悬臂长1.5m。主梁标准横断面布置为：1.5m（拉索锚固区）+0.5m（护栏）+3.0m（硬路肩）+8.0m（行车道）+0.25m（安全距离）+0.5m（护栏）+1.5m（拉索锚固区）=15.25m。

图1 混凝土肋板梁主梁横断面布置图（单位：cm）

本方案主梁采用悬臂挂篮浇筑。

3.2.3 钢板组合梁主梁

单幅主桥共设2片主梁，采用Q345qD。钢主梁采用工字型断面，全高110cm。结合受力情况，梁段共分为A、A’、B、C及 D类五种，梁段长度为6.95m、7.8m、5.1m、4.9m 及2.0m。主梁节段间工地采用高强度螺栓连接。

图2 钢板组合梁主梁横断面布置图（单位：cm）

每个梁段设置3道横梁，一般横梁及锚索区横梁高60cm，顶底板宽度均为50cm；端横梁高100cm，顶底板宽度为60cm。主梁0号段采用混凝土梁，长11.8m。钢混结合段长3.0m。

桥面板全宽14.25m，板厚25cm，支撑在由钢主梁及横梁组成的梁格体系上。桥面板设计为与上述梁格相结合的预应力钢筋混凝土结合构件，混凝土桥面板与钢主梁通过布置于钢主梁及横梁顶面的φ22圆柱头剪力钉结合后共同受力。桥面横坡由支撑预制板的钢主梁间的高差形成。

桥面板分为预制和现浇两部分，预制板按照平面尺寸可分为1245cm×325cm、1245cm×300cm两种规格。现浇部分为预制板间现浇缝、钢主梁顶现浇带。预制板间现浇缝宽50cm，钢主梁顶现浇带宽90cm。为减少混凝土收缩徐变对结构产生的不利影响，要求预制板存放时间不少于6个月，现浇湿接缝及现浇混凝土桥面板采用C50微膨胀混凝土。预制板与钢梁接触部分在钢梁边缘粘贴宽5cm，厚1cm的橡胶带。

本桥主梁采用悬臂拼装施工工艺。