北洞山京杭運河大橋設(shè)計

1、北洞山京杭運河大橋設(shè)計摘要：北洞山京杭運河大橋主橋布置為66+110+66m跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁 , 采用三向預(yù)應(yīng)力體系 ; 引橋為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。文章以該橋施工圖設(shè)計為依據(jù)對其設(shè)計概況、結(jié)構(gòu)特點、預(yù)應(yīng)力體系及施工方案作了簡單介紹。關(guān)鍵詞 : 變截面 ; 預(yù)應(yīng)力 ; 連續(xù)箱梁 ; 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ; 結(jié)構(gòu)分析。Abstract: the article is introduced the bridge construction drawing design is the basis of its design, structure characteristics, prestres

2、sed system and construction scheme.Key words: variable cross section; prestressed; continuous box girder; structural design; structure analysis中圖分類號:U442.5+9 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號 :2095-2104(2012)04-0020-02工程概況北洞山京杭運河大橋是徐州市北洞山渡口撤渡建橋工程中的 1 座新建大橋 , 位 于徐州市三環(huán)北路北側(cè)北洞山附近, 距市中心僅 8 公里。橋址位于原渡口位置, 與京杭運河航道中心線夾角為92。橋位處河道

3、基本規(guī)整，水面寬度約110m,為河面較 窄處。該段京杭運河該段為R級通航航道，通航凈空90 x 7m大橋橋孔布置 為:(3 X 20)m +(66+110+66)m+(7 X 20)m,主橋上部結(jié)構(gòu)采用三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截 面連續(xù)箱梁，引橋上部采用20m標(biāo)準(zhǔn)跨徑的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，下部結(jié)構(gòu) 主墩采用空心薄壁墩、端部設(shè)半圓弧墩頭、承臺、群樁基礎(chǔ) , 過渡墩采用柱式墩接蓋梁、承臺、群樁基礎(chǔ), 引橋采用柱式墩臺 , 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁全長442.12m,全寬20m。主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計荷載 : 公路 -I 級設(shè)計安全等級: 一級(3)橋梁寬度：全寬20m= 2m人行道)+凈16m(行車道)+

4、2m(人行道)地震動峰值加速度:0.1g設(shè)計洪水頻率:1/100本文源自 如需職稱論文代寫發(fā)表請上星論文網(wǎng) !(6)京杭運河為II級航道,通航凈空(90 X 7)m。圖 1 橋型布置圖 ( 單位 :cm)結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析結(jié)構(gòu)設(shè)計主橋上部結(jié)構(gòu)為66+110+66mE跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，箱梁采用單 箱雙室，縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系，箱梁頂板寬20m,底板寬12m,翼緣板懸臂長為 4nl箱梁根部梁高6.4m,跨中梁高2.8m,箱梁高度從距墩中心2.5m處到跨中合攏段 處按2次拋物線變化，拋物線方程為Y= 0.001357338X2+2.8m。箱梁頂板厚度為 0.28m,底板厚度從0.30m至

5、0.8m按2次拋物線變化，腹板厚度根部0.8m,跨中為 0.5m。圖 2 箱梁橫斷面圖 ( 單位 :cm)主橋連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法施工，箱梁0號段長11.4m,單個“T”構(gòu)縱 橋向劃分17個施工節(jié)段，懸澆段施工節(jié)段劃分為(3 X 2.1+5 X 2.5+4 X3+5X 3.5)m。 箱梁分兩個“ T”構(gòu)同時對稱懸臂澆筑，全橋共設(shè)兩個邊跨合攏段和一個中跨合攏段邊跨、中跨合攏段長度均為2m,邊跨現(xiàn)澆段長度為9.84m。117號節(jié)段采用掛籃懸 臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制重量1651KN,掛籃設(shè)計自重為900KN采用先支 架現(xiàn)澆邊跨, 然后吊架合攏邊跨, 再吊架合攏中跨的施工方案。主橋主墩

6、采用空心薄壁墩,壁厚1m,截面尺寸為10m俄向）X4m覦向），兩端部 設(shè)半徑為2m的半圓弧墩頭，基礎(chǔ)采用整體式承臺，承臺尺寸16.5m（橫向）X7.5m（縱 向）x 3.2m,每個承臺下設(shè)8根直徑為1.8m的鉆孔灌注樁。主引橋過渡橋墩采用3根2m俄向）x 2.5m（縱向）的柱式墩，上接蓋梁，基礎(chǔ)采 用鋸齒式承臺，承臺厚度為2.5m,每個承臺下設(shè)6根直徑為1.5m的鉆孔灌注樁。引橋采用樁柱式墩臺 , 上接蓋梁 , 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。圖 3 主墩立面圖 （ 單位 :cm）結(jié)構(gòu)靜力分析主橋上部結(jié)構(gòu)靜力分析采用“橋梁博士 v3.2 ”進行 , 并采用公路橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件“GQJS9.7”、“midas

7、Civil ”進行驗算, 分別包括成橋狀態(tài)下恒載、活載、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變（按3000d計）、支座強迫位移（主墩2cm,過渡墩 1cm）、溫度變化（整體升降溫按土 25c計，梯度溫度正溫差按T1=14C、T2=5.5） 等荷載作用的計算。計算中按有關(guān)規(guī)范規(guī)定對各荷載進行不同的荷載組合, 對結(jié)構(gòu)的強度、剛度和應(yīng)力做了驗算。表 1 截面正應(yīng)力單位:MPa階段中跨墩支點中跨跨中邊跨墩支點邊跨跨中上緣下緣上緣下緣上緣下緣上緣下緣成橋階段 9.7 8.8 4.9 9.6 1.7 3.1 8.7 5.8長期組合最小 8.2 7.8 4.1 7.7 1.7 2.6 5.9 4.6短期組合最大13.9 1

8、1.0 10.9 11.3 3.0 3.5 14.9 8.9最小 0.5 9.4 1.1 2.2 0.5 1.2 1.1 3.3主橋上部結(jié)構(gòu)按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計, 分別進行持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗算和正常使用極限狀態(tài)驗算以及無附加安全系數(shù)構(gòu)件應(yīng)力驗算, 各項結(jié)果均滿足規(guī)范要求。正常使用極限狀態(tài)箱梁各截面最大主拉應(yīng)力值控制在0.61Mpa 以內(nèi) ,小于0.4ftk=1.06Mpa;標(biāo)準(zhǔn)值組合上下緣最大正應(yīng)力分別為15.5Mpa、11.4Mpa,小于 0.5fck=16.2Mpa, 承載能力使用極限狀態(tài)各截面均滿足抗彎抗剪計算。箱梁橫向分析分別采用框架和連續(xù)板考慮固端影響兩種結(jié)構(gòu)模式進行計算

9、, 擇其大者控制截面設(shè)計, 并以此配置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束及箱梁頂板橫向鋼筋。主橋上部結(jié)構(gòu)施工階段計算, 按照梁段劃分、施工順序及工藝 , 對每一梁段均考慮掛籃移動就位、澆注混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力等三個施工過程。分別對各梁段施工過程中的內(nèi)力、應(yīng)力、撓度進行計算和驗算。主橋按先邊跨合攏, 后解除臨時錨固 ,最后進行中跨合攏的順序考慮, 合攏溫度控制在1520。對主橋施工過程中單T進行了下述幾種工況的驗算，并以此控制臨時固結(jié)所需的粗鋼筋及臨時支座的設(shè)計。臨時支座的承壓計算不考慮盆式橡膠支座及墩旁托架參與受力。最后一個懸臂段不同步施工, 一側(cè)施工 , 另一側(cè)空載;最大懸臂時, 一端承受最大風(fēng)載, 另一側(cè)空載;一側(cè)堆放材料、機具等按14.5kN/m 計, 懸臂端作用 300 kN 集中力 , 另一端空載 ;一側(cè)施工機具動力系數(shù)1.2, 另一側(cè) 0.8;考慮箱梁自重的不均勻性, 一側(cè)懸臂自重