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宁夏吴忠黄河公路大桥桥型方案设计探讨

日期: 2017-03-30
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    【摘 要】本文以宁夏吴忠黄河公路大桥桥型方案设计经验为例,对不同跨径连续箱梁结构,T梁、箱梁结构进行方案必选,重点探讨桥型及跨径方案设计原则,力求接近自然与环境充分协调,对今后类似项目的方案设计有一定的借鉴作用。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/6/view-4763146.htm
  【关键词】桥型方案;方案必选 
  1、概述 
  吴忠黄河公路大桥位于宁夏吴忠市境内,是G109线和G211线联络线中的控制性工程。本项目的建设符合国家及宁夏干线公路网规划,对改善区域通行条件,满足区域交通快速增长,完善国道网络及宁夏干线公路网具有十分重要的意义。 
  吴忠黄河公路大桥全长约8.5km,其中大桥长2.26km,按四车道一级公路标准设计,设计速度80km/h,桥梁宽度24.5m,汽车荷载采用公路-Ⅰ级。 
  2、桥跨布置及桥型方案 
  在充分研究工可报告、防洪评价报告、《黄河流域河道管理范围内建设项目审查同意书》、《黄河跨河越堤桥梁建设若干问题座谈会纪要》的基础上,桥跨布置主要考虑如下几个因素: 
  (1)推荐桥位处于非稳定分汊型河段上,河道内心滩发育,汊河较多,水流分散,流势多为2~3汊,河床演变主要为主、支汊的兴衰及心滩的消长,主槽宽为300~600m;目前,水利部门正在对本段河道按防洪规划治导整治,治导线宽400m;主桥的桥跨布置既要跨过现有主河槽,还要兼顾规划治导后的河槽位置,减少对河道的影响。 
  (2)为了保证两侧滨河大道的通畅,有利于黄河两岸的滨河生态城市建设的思路,同时为了避免给今后的防汛安全带来不利的影响,大桥与堤防采用跨越的方式交叉。 
  (3)桥梁轴线尽量与河道整治后的航迹线正交,满足通航净空要求。 
  (4)结合结构方案设计的技术可行性、经济性以及创新性。 
  最后主桥按60m+5x90m+60m=570m跨径与65m+4x110m+65m=570m跨径同深度比较,择优推荐。引桥采用结构轻盈、行车舒适性好、便于预制安装的40m跨径装配式部分预应力混凝土连续箱梁与T梁进行比选,择优推荐。 
  3、主桥推荐方案跨连续梁结构设计要点 
  3.1 总体布置 
  主桥桥跨布置为60m+5×90+60m=570m,七跨连续梁体系,边中跨比0.66;箱梁采用C50混凝土;桥宽为24.5m,主梁采用分离式,在横桥向由上下行两片箱梁组成。每个箱梁设单向横坡,坡度为2%。 
  3.2 主梁 
  主梁采用预应力混凝土变截箱梁,横断面为单箱单室直腹板箱型梁。根部截面梁高5.5m,腹板厚75cm,底板厚60cm,顶板厚28cm;跨中截面梁高2.2m,腹板厚50cm,底板厚30cm,顶板28cm;腹板厚度线性变化,梁高及底板厚度按1.8次抛物线变化。中支点横隔板厚度为250cm,端横隔板厚度为150cm。边跨设置现浇段长度为13.76m,边、中跨合龙段长度取2m,0号段长度为4m,节段划分为:4×3.5m+7×4.0m,最大块件重量约为123t。 
  3.3 主墩及基础 
  黄河上类似桥梁墩身通常采用墙式墩基础,显得厚重、单调;本次设计考虑结构景观的新颖性,采用单向设置圆弧变化的花瓶形墩,同时考虑后期支座维护的方便,设置预留空间,给整个墩的结构带来较为突出的景观效果。 
  4、主桥比较方案跨连续梁结构设计要点 
  4.1 总体布置 
  主桥桥跨布置为65m+4×110+65m=570m,六跨连续梁体系,边中跨比0.59;箱梁采用C50混凝土;桥宽为24.5m,主梁采用分离式,在横桥向由上下行两片箱梁组成。每个箱梁设单向横坡,坡度为2%。 
  4.2 主梁 
  主梁采用预应力混凝土变截箱梁,横断面为单箱单室直腹板箱型梁。根部截面梁高6.8m,腹板厚75cm,底板厚120cm,顶板厚28cm;跨中截面梁高2.7m,腹板厚50cm,底板厚30cm,顶板28cm;腹板厚度线性变化,梁高及底板厚度按1.8次抛物线变化。中支点横隔板厚度为250cm,端横隔板厚度为200cm。边跨设置现浇段长度为8.7m,边、中跨合龙段长度取2m,0号段长度为8m,节段划分为:4×3.5m+9×4.0m,最大块件重量约为142t。 
  4.3 主墩及基础 
  桥墩采用矩形实心花瓶墩,墩身周边倒以圆角,墩底截面尺寸4.5×3.8m,墩顶横向与主梁箱梁底板相齐,截面尺寸6.0×4.0m,自墩顶至以下7m进行截面过渡。为防止漂流物及冰块撞击桥墩,在墩身横向两侧设置破冰棱。为便于以后施工,在墩顶中央开槽。 
  5、大桥方案比较结果 
  从材料及经济方面比较结果表明,主桥变截面预应力混凝土连续箱梁(60m+5x90m +60m)桥跨比(65m+4x110m+65m)桥跨造价经济,占优势;从施工方面考虑,两者差别不大。因此,主桥推荐采用(60m+5x90m+60m)跨径变截面预应力混凝土连续箱梁。 
  引桥取4孔跨径40m装配式部分预应力混凝土连续箱梁结构与T梁按相同填土高度确定下部结构尺寸做同深度比较,择优推荐,从材料及经济方面比较结果表明,相同跨径同联长的装配式部分预应力混凝土箱梁桥比T梁桥造价经济,占优势;结构的力学性能方面,箱型结构的横向刚度远大于T型梁结构,其整体性也较T型梁结构为优;从施工方面考虑,两者差别不大,T梁模板制作简单,但箱梁便于运输安装。因此,引桥推荐采用40m跨径装配式部分预应力混凝土连续箱梁。 
  6、结束语 
  桥型方案选择是桥梁设计的关键步骤,在考虑满足结构功能的要求外,还应考虑美观及与环境的统一协调。本文对吴忠黄河大桥主桥桥型和桥跨进行了方案必选及设计,可供同行参考。 
  参考文献: 
  [1]胡春锋. 景观桥桥型方案比选及设计[J],城市建设理论研究,2011(22).

       原文地址:http://www.xzbu.com/6/view-4763146.htm

 

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发布时间: 2018 - 09 - 27
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发布时间: 2017 - 04 - 27
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