通吕运河大桥的设计
08-22 12:26:07 浏览次数:199次 栏目：桥涵工程
标签：工程设计,
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摘要： 本文介绍了通吕运河大桥的概况，以及桥型 结构、设计计算、施工等技术，可供有关工程技术 人员参考。 关键词： 运河大桥,结构设计,施工 1 概述 通吕运河大桥位于通州市南郊，跨越金通公 路 (被交道)和通吕运河，桥梁全长450.68m。全桥 位于半径为10000m的竖曲 摘要：本文介绍了通吕运河大桥的概况，以及桥型 结构、设计计算、施工等技术，可供有关工程技术 人员参考。 关键词：运河大桥,结构设计,施工 1 概述 通吕运河大桥位于通州市南郊，跨越金通公 路 (被交道)和通吕运河，桥梁全长450.68m。全桥 位于半径为10000m的竖曲线上，最大纵坡2.317%。 上部结构采用4×16m(钢筋混凝土变宽实心连续板)+ 20+28+20.0m［预应力混凝土连续梁(跨越金通公 路)］+7×20m(预应力空心板)+32.5+50+32.5m［预 应力混凝土连续梁(跨越通吕运河)］+3×20m(预应 力空心板)(见图1)，下部为独柱、双柱和三柱式墩 台(其中部分双柱为矩形截面)，基础一律采用直径 1.5m灌注桩。 图1 桥梁设计标准： 设计荷载 ：汽车——超20，挂车——120，人 群3.5kN/m2 设计行车速度：120km/h 桥面净宽 ：2×10.5(行车道)+2(中央分隔带)+ 2×0.75(护栏)=24.5m 地震基本烈度：6度，按7度设防 通航标准 ：Ⅴ级航道(净高5m，净宽38m) 被交叉道路等级：一级公路(净高5m) 2 桥型结构 2.1 20m预应力混凝土简支空心板 上部结构采用预应力空心板，板厚0.85m，水 泥混凝土现浇层0.1m，桥面横坡在墩帽上形成，下 部为双柱式墩，φ1.2m柱，φ1.5m桩基。 2.2 4×16m变宽度实心连续板 因大桥北端位于互通主线变速车道上，故为变 宽度段，其中左半幅K4+606.2～K4+ 596.37 、 加 宽 0～0.578 m ， 右半幅 K4 + 656.2～K4+ 596.37、加宽0～3.489m。上部结构采用4×16m钢筋 混凝土连续板，板高0.75m，两侧悬臂长度各为 2.5m，等宽度段内底板宽7m，变宽段内底板最大宽 度为10.489m，桥面横坡由支座垫石调整(见图2)。 下部亦采用双柱式桥墩，1#桥台左半幅为双柱 式，右半幅为三柱式。基础为1.5m钻孔灌注桩。 图22.3 20+28+20m预应力连续梁 本桥跨越的金通公路为城市道路形式，中间快 车道宽24.5m，两侧慢车道各宽7m，快慢车道之间 绿化岛各宽4m。因此在开始设计阶段，曾对截面高 度、箱梁截面形式、顶板、腹板、底板的厚度以及 箱梁间的连接方式等都进行了研究和比较。从结构 设计、施工、外形美观、经济等综合考虑，选取了 等高度单箱单室预应力混凝土连续梁。箱梁中心处 梁高1.35m，顶板宽12m，底板宽6.5m，两侧悬臂长 2.75m，桥面横坡通过内外侧腹板高度来调整(见图 3)。下部结构为1.1×1.4m无盖梁双方柱式墩，3 1.5m灌注桩基础，承台厚2m。 图32.4 32.5+50+32.5预应力连续梁 本桥跨越的通吕运河为5级航道，通过对结构 设计、施工、外形美观、航道等级、经济实用等综 合指标考虑，选用了上部为32.5+50+32.5m等高度 单箱单室斜腹板截面形，梁高2.4m，顶板总宽 12m，二侧悬臂各长2.85m，底板宽5m。桥面横坡通 过箱顶的现浇混凝土三角垫层调整(见图4)。 下部结构主墩为φ2.3m独柱墩，承台厚 2.5m ， 基桩为6φ1.5 m 的灌注桩， 边墩为 φ1.5m双柱式墩，3φ1.5m桩基础。 图43 连续梁结构设计 3.1 20+28+20m预应力连续梁 箱梁为单箱单室直腹板预应力混凝土等高度连 续梁，横向变高度。墩顶处顶板厚55cm，底板厚 38cm，腹板厚50cm，跨中处顶板厚25cm，底板厚 18cm，桥墩处设置横隔梁。 预应力束为ASTMA 416 + 87a 标准φj15.24高 强低松驰钢绞线，其标准强度Rby=1860MPa。锚具 采用YM15-12，金属波纹管采用内径80mm，单幅 桥采用12束通长曲线布置和4束局部布置的直线 束，每束由12根j15.24钢绞线组www.gong66.com成。控制张拉 应力为1395MPa。 3.2 32.5+50+32.5m预应力混凝土连续箱梁 箱梁为单箱单室斜腹板预应力混凝土等高度连 续梁。顶板厚度29cm、支点处底板厚40cm、跨中 20cm，腹板宽度中墩支点处50cm，跨中、边墩支点 处30cm，考虑到桥的宽度和箱梁的畸变应力，在二 边跨距梁端14.4m处和跨中各设一厚20cm的横隔 板，端横隔板厚50cm，中支点横隔板厚1.2m。 连续梁只设纵向预应力筋，纵向预应力束分为 悬浇束、顶板连续束和底板连续束，采用平竖弯相 结合的空间曲线，分别锚固在顶板承托和上下齿板 上。纵向束亦采用美国标准钢绞线，锚具采用YM15 -5锚具，控制张拉应力为1171MPa，用内径φ5.7cm 的波纹管成孔。单束为5根φj15.24，全梁共张拉 189束，最长为115.6m，最短9.19m。 4 结构计算 (1)4×16m变宽度连续板按4跨一连计算内力， 裂缝宽度控制0.2mm。 (2)20+28+20和32.5+50+32.5m连续梁的计算采 用平面杆系程序，主梁内力按各自不同的施工方法 进行分阶段计算，考虑了各种可能发生的荷载组 合，包括结构自重、活载预应力、施工荷载、温 差、基础相对下沉2cm、梁体扭转 、畸变及汽车、 船舶撞击等不利因素，按最不利荷载组合控制设 计。汽车荷载考虑横向分布的作用，梁箱的徐变次 应力和徐变损失均按各阶段不同龄期分别计算。箱 梁横截面按横向闭合框架计算。在主要组合时，按 全预应力设计；附加主合时，按部分预应力A类进 行设计。 5 施工工序设计及注意事项 设计时根据不同的结构、不同的施工条件采取 了不同的施工方法。 (1)4×16m钢筋混凝土连续板和20+28+20m预应 力连续梁，采用满堂支架方法进行就地浇筑施工。 ①支架搭设后应进行预压，以消除支架和基础 的非弹性变形，并预留支架的弹性变形量及连续板 的预拱度，其预拱度值为边跨跨中2cm，中跨跨中 1.5cm，其余部位按二次抛物线渐变。 ②连续板混凝土应一次浇筑完毕。待混凝土达 到设计强度后方可脱离和拆除支架。 因桥面位于变宽段，故底板宽为变宽段，左、 右两幅各不相同，以顺应路线的设计要求，施工放 样时应注意。位于变宽弯折处的底板侧面应作适当 的圆滑处理，以利受力。 ④混凝土浇筑时先浇底板及2/3腹板，然后再 浇余下部分，应妥善处理好纵向和竖向的施工接 缝，确保后期浇筑的混凝土与先浇的混凝土结合良 好，同时注意混凝土收缩和温差等的影响。浇注时 应随时注意保证波纹管的通畅。 ⑤梁体混凝土达到设计强度的90%以上时，方 可按设计张拉顺序进行预应力钢束的张拉，注意观 测支架是否变形，张拉完毕后随即开始压浆，拆支 架时应对称、缓慢地进行。 (2)32.5+50+32.5m预应力连续梁采用悬臂浇筑 法，悬浇最大长度为24m，预拱度中跨跨中设置上 拱度2.5cm，以2次抛物线递减至中墩支座为零，边 跨跨中不设预拱度。 在桥墩上安装托架、永久支座及临时锚固支座 混凝土块，在托架上浇筑墩顶0号块，该块长4m， 重100t。 ②用挂篮浇筑1～6号、9号块，各块长度为3.4 ～4m，单块重65～75t。在浇筑过程中，各节段标 高控制为待浇节段施工标高＝设计标高+预拱度值+ 挂篮弹性及非弹性变形值。节段混凝土浇筑、钢束 张拉及挂篮机具的移动时等，均应遵循对称、均衡 同步进行的施工原则，并注意监测确保施工安全。 ③边孔靠岸边8.5m用支架就地浇筑，边孔合拢 后，拆除中墩临时支座，形成单悬臂梁，最后用吊 支架浇筑中孔跨中2m合拢段。 6 支座及伸缩缝 预应力连续梁的支座采用盆式橡胶支座，在一 排主墩上设固定支座，余均设为活动支座。四跨连 续板墩台均采用矩形板式橡胶支座，两头过渡墩台 使用四氟乙烯滑板支座。 预应力空心板采用球冠支座。预应力空心板分 为四跨一联及三跨一联两种，安装伸缩缝的墩台使 用四氟乙烯滑板支座。伸缩缝采用德国产毛勒伸缩 缝，连续梁采用D160B型(最大伸缩量16cm)，连续 板及预应力空心部分为D80B型(最大伸缩量8cm)， 伸缩缝在全桥范围内布设，通吕运河大桥的设计
摘要： 本文介绍了通吕运河大桥的概况，以及桥型 结构、设计计算、施工等技术，可供有关工程技术 人员参考。 关键词： 运河大桥,结构设计,施工 1 概述 通吕运河大桥位于通州市南郊，跨越金通公 路 (被交道)和通吕运河，桥梁全长450.68m。全桥 位于半径为10000m的竖曲 摘要：本文介绍了通吕运河大桥的概况，以及桥型 结构、设计计算、施工等技术，可供有关工程技术 人员参考。 关键词：运河大桥,结构设计,施工 1 概述 通吕运河大桥位于通州市南郊，跨越金通公 路 (被交道)和通吕运河，桥梁全长450.68m。全桥 位于半径为10000m的竖曲线上，最大纵坡2.317%。 上部结构采用4×16m(钢筋混凝土变宽实心连续板)+ 20+28+20.0m［预应力混凝土连续梁(跨越金通公 路)］+7×20m(预应力空心板)+32.5+50+32.5m［预 应力混凝土连续梁(跨越通吕运河)］+3×20m(预应 力空心板)(见图1)，下部为独柱、双柱和三柱式墩 台(其中部分双柱为矩形截面)，基础一律采用直径 1.5m灌注桩。 图1 桥梁设计标准： 设计荷载 ：汽车——超20，挂车——120，人 群3.5kN/m2 设计行车速度：120km/h 桥面净宽 ：2×10.5(行车道)+2(中央分隔带)+ 2×0.75(护栏)=24.5m 地震基本烈度：6度，按7度设防 通航标准 ：Ⅴ级航道(净高5m，净宽38m) 被交叉道路等级：一级公路(净高5m) 2 桥型结构 2.1 20m预应力混凝土简支空心板 上部结构采用预应力空心板，板厚0.85m，水 泥混凝土现浇层0.1m，桥面横坡在墩帽上形成，下 部为双柱式墩，φ1.2m柱，φ1.5m桩基。 2.2 4×16m变宽度实心连续板 因大桥北端位于互通主线变速车道上，故为变 宽度段，其中左半幅K4+606.2～K4+ 596.37 、 加 宽 0～0.578 m ， 右半幅 K4 + 656.2～K4+ 596.37、加宽0～3.489m。上部结构采用4×16m钢筋 混凝土连续板，板高0.75m，两侧悬臂长度各为 2.5m，等宽度段内底板宽7m，变宽段内底板最大宽 度为10.489m，桥面横坡由支座垫石调整(见图2)。 下部亦采用双柱式桥墩，1#桥台左半幅为双柱 式，右半幅为三柱式。基础为1.5m钻孔灌注桩。 图22.3 20+28+20m预应力连续梁 本桥跨越的金通公路为城市道路形式，中间快 车道宽24.5m，两侧慢车道各宽7m，快慢车道之间 绿化岛各宽4m。因此在开始设计阶段，曾对截面高 度、箱梁截面形式、顶板、腹板、底板的厚度以及 箱梁间的连接方式等都进行了研究和比较。从结构 设计、施工、外形美观、经济等综合考虑，选取了 等高度单箱单室预应力混凝土连续梁。箱梁中心处 梁高1.35m，顶板宽12m，底板宽6.5m，两侧悬臂长 2.75m，桥面横坡通过内外侧腹板高度来调整(见图 3)。下部结构为1.1×1.4m无盖梁双方柱式墩，3 1.5m灌注桩基础，承台厚2m。 图32.4 32.5+50+32.5预应力连续梁 本桥跨越的通吕运河为5级航道，通过对结构 设计、施工、外形美观、航道等级、经济实用等综 合指标考虑，选用了上部为32.5+50+32.5m等高度 单箱单室斜腹板截面形，梁高2.4m，顶板总宽 12m，二侧悬臂各长2.85m，底板宽5m。桥面横坡通 过箱顶的现浇混凝土三角垫层调整(见图4)。 下部结构主墩为φ2.3m独柱墩，承台厚 2.5m ， 基桩为6φ1.5 m 的灌注桩， 边墩为 φ1.5m双柱式墩，3φ1.5m桩基础。 图43 连续梁结构设计 3.1 20+28+20m预应力连续梁 箱梁为单箱单室直腹板预应力混凝土等高度连 续梁，横向变高度。墩顶处顶板厚55cm，底板厚 38cm，腹板厚50cm，跨中处顶板厚25cm，底板厚 18cm，桥墩处设置横隔梁。 预应力束为ASTMA 416 + 87a 标准φj15.24高 强低松驰钢绞线，其标准强度Rby=1860MPa。锚具 采用YM15-12，金属波纹管采用内径80mm，单幅 桥采用12束通长曲线布置和4束局部布置的直线 束，每束由12根j15.24钢绞线组www.gong66.com成。控制张拉 应力为1395MPa。 3.2 32.5+50+32.5m预应力混凝土连续箱梁 箱梁为单箱单室斜腹板预应力混凝土等高度连 续梁。顶板厚度29cm、支点处底板厚40cm、跨中 20cm，腹板宽度中墩支点处50cm，跨中、边墩支点 处30cm，考虑到桥的宽度和箱梁的畸变应力，在二 边跨距梁端14.4m处和跨中各设一厚20cm的横隔 板，端横隔板厚50cm，中支点横隔板厚1.2m。 连续梁只设纵向预应力筋，纵向预应力束分为 悬浇束、顶板连续束和底板连续束，采用平竖弯相 结合的空间曲线，分别锚固在顶板承托和上下齿板 上。纵向束亦采用美国标准钢绞线，锚具采用YM15 -5锚具，控制张拉应力为1171MPa，用内径φ5.7cm 的波纹管成孔。单束为5根φj15.24，全梁共张拉 189束，最长为115.6m，最短9.19m。 4 结构计算 (1)4×16m变宽度连续板按4跨一连计算内力， 裂缝宽度控制0.2mm。 (2)20+28+20和32.5+50+32.5m连续梁的计算采 用平面杆系程序，主梁内力按各自不同的施工方法 进行分阶段计算，考虑了各种可能发生的荷载组 合，包括结构自重、活载预应力、施工荷载、温 差、基础相对下沉2cm、梁体扭转 、畸变及汽车、 船舶撞击等不利因素，按最不利荷载组合控制设 计。汽车荷载考虑横向分布的作用，梁箱的徐变次 应力和徐变损失均按各阶段不同龄期分别计算。箱 梁横截面按横向闭合框架计算。在主要组合时，按 全预应力设计；附加主合时，按部分预应力A类进 行设计。 5 施工工序设计及注意事项 设计时根据不同的结构、不同的施工条件采取 了不同的施工方法。 (1)4×16m钢筋混凝土连续板和20+28+20m预应 力连续梁，采用满堂支架方法进行就地浇筑施工。 ①支架搭设后应进行预压，以消除支架和基础 的非弹性变形，并预留支架的弹性变形量及连续板 的预拱度，其预拱度值为边跨跨中2cm，中跨跨中 1.5cm，其余部位按二次抛物线渐变。 ②连续板混凝土应一次浇筑完毕。待混凝土达 到设计强度后方可脱离和拆除支架。 因桥面位于变宽段，故底板宽为变宽段，左、 右两幅各不相同，以顺应路线的设计要求，施工放 样时应注意。位于变宽弯折处的底板侧面应作适当 的圆滑处理，以利受力。 ④混凝土浇筑时先浇底板及2/3腹板，然后再 浇余下部分，应妥善处理好纵向和竖向的施工接 缝，确保后期浇筑的混凝土与先浇的混凝土结合良 好，同时注意混凝土收缩和温差等的影响。浇注时 应随时注意保证波纹管的通畅。 ⑤梁体混凝土达到设计强度的90%以上时，方 可按设计张拉顺序进行预应力钢束的张拉，注意观 测支架是否变形，张拉完毕后随即开始压浆，拆支 架时应对称、缓慢地进行。 (2)32.5+50+32.5m预应力连续梁采用悬臂浇筑 法，悬浇最大长度为24m，预拱度中跨跨中设置上 拱度2.5cm，以2次抛物线递减至中墩支座为零，边 跨跨中不设预拱度。 在桥墩上安装托架、永久支座及临时锚固支座 混凝土块，在托架上浇筑墩顶0号块，该块长4m， 重100t。 ②用挂篮浇筑1～6号、9号块，各块长度为3.4 ～4m，单块重65～75t。在浇筑过程中，各节段标 高控制为待浇节段施工标高＝设计标高+预拱度值+ 挂篮弹性及非弹性变形值。节段混凝土浇筑、钢束 张拉及挂篮机具的移动时等，均应遵循对称、均衡 同步进行的施工原则，并注意监测确保施工安全。 ③边孔靠岸边8.5m用支架就地浇筑，边孔合拢 后，拆除中墩临时支座，形成单悬臂梁，最后用吊 支架浇筑中孔跨中2m合拢段。 6 支座及伸缩缝 预应力连续梁的支座采用盆式橡胶支座，在一 排主墩上设固定支座，余均设为活动支座。四跨连 续板墩台均采用矩形板式橡胶支座，两头过渡墩台 使用四氟乙烯滑板支座。 预应力空心板采用球冠支座。预应力空心板分 为四跨一联及三跨一联两种，安装伸缩缝的墩台使 用四氟乙烯滑板支座。伸缩缝采用德国产毛勒伸缩 缝，连续梁采用D160B型(最大伸缩量16cm)，连续 板及预应力空心部分为D80B型(最大伸缩量8cm)， 伸缩缝在全桥范围内布设，通吕运河大桥的设计
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