闽江特大桥高墩大跨刚构连续桥设计

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1、60桥梁结构城市道桥与防洪2015年6月第6期闽江特大桥高墩大跨刚构连续桥设计章开东(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)摘要：闽江特大桥主桥孔跨采用(118+216+138+83)m预应力混凝土刚构连续梁。预应力刚构连续梁主梁采用单箱单室箱形截面。主墩采用圆端形空心桥墩和双柱式矩形薄壁墩，基础采用钻孔桩基础。采用有限元分析软件对主桥的平面静力特性，抗震性能、车桥动力响应等进行分析。计算结果表明：桥梁设计各项指标均能满足规范要求，桥梁具有良好的动力特性及列车走行性，列车行车安全性及舒适性均满足要求。关键词：刚构连续梁；桥梁设计；静力分析；

2、抗震设计；动力响应中图分类号：u4_42．5、U448．23文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)06—0060—03(2)设计活载：中活载。1工程概况(3)体系温差：升温25，降温2OcI二。闽江特大桥位于福建省南平市延平区境内。(4)日照温差：按规范不考虑沿梁高方向的温桥位处跨越峰福铁路，闽江和朱熹路；桥梁与峰福差荷载【lI1。铁路夹角为85o，与朱熹路夹角114o，与闽江夹角(5)支座不均匀沉降：2ram。112。。桥址上游流域面积42320km，设计洪水频2．2主梁构造率为1／100，设计流量为33200mS／s，设计水位为主梁采用

3、(118．85+216+138+83．85m预应力73．87m，设计流速为3．3m／s。混凝土刚构连续梁，截面形式为单箱单室直腹板【】桥位所在河段规划为IV级航道，2×500t级梁体混凝土采用C55高性能混凝土14]。梁高按圆曲顶推船队作为闽江干流通航船型，最高通航水位线变化，中支点处梁高16．5m(高跨比1／13．1)，边为69．02ITI，最低通航水位为57．02In。为了满足单支点和跨中位置梁高7．5in(高跨比1／28．8)。箱梁孔双向通航150ITI的要求，闽江特大桥主桥孔跨顶宽12．0In，底宽9．2ITI，箱梁底宽在边支点处局采用(118+2

4、16+138+83m双线刚构连续梁。部加宽至10．2m。主梁横截面见图2所示．经地质钻探，桥址区的岩土层主要有：第四系人工填土层、第四系全新统冲洪积层卵石土、第四系残坡积层粉质黏土、燕山早期第二次侵入花岗闪长岩构成。综合分析，地基稳定性较好。闽江特大桥为I级双线铁路有碴轨道桥，客货共线，列车设计行车速度为200km／h。孔跨布置为：(1x32+2x24+7×32)Ⅱl单线简支T梁+(2×32+2x24+2×32)m双线简支T梁+l×(118+216+138+83m双线刚构连续梁。主桥位于直线上，线间距为4．41TI，主桥位于平坡上，见图1所示。图2主梁横截

5、面图2．3主梁平面静力计算将主桥的整个施工过程模拟为79个施工阶图1主桥孔跨布置图段，利用桥梁结构分析系统BSASV4．33，对结构在2刚构连续梁上部结构设计自重、预应力、临时施工荷载、活载、支座不均匀沉2．1主要计算参数降等荷载工况下进行平面静力分析。按照最不利(1)线路等级：200km／h双线有砟轨道。组合进行检算，主梁控制截面计算结果见表1所收稿日期：2015—03—19列。由表1可知，主梁各截面应力均能满足相关现作者简介：章开东(1984一)，男，安徽庐江人，硕士，工程师，从事行规范的要求。桥梁工程设计工作。2015年6月第6期城市道桥与防洪桥梁结

6、构61利用“桥梁博士”软件建立单箱单室箱梁节段号墩采用10×2．5in桩基础，龙岩台采用12×有限元模型，对箱梁在自重、二期荷载、特种荷载、中1．5m桩基础，桩长10—18m。桥墩及基础计算温度变化、收缩徐变等荷载工况下，进行截面横向结果均满足相关现行设计规范要求。受力分析计算。计算结果表明，箱梁截面横向受力4刚构连续梁抗震设计满足相关现行规范的要求。2．4主梁挠度、预拱度及支座预偏量主桥按6度(设计地震Ag=0．05g)设防进行抗在活载作用下，主梁最大挠度值一61．62mm，震设计。利用有限元软件MidasCivil建立有限元为跨度的1／3505．4

7、／1400；梁端竖向转角0．499％o模型，分别采用反应谱法和时程分析法计算结构rad<2％。rad。在列车横向摇摆力作用下最大横向的地震响应，计算工况见表3所列。位移为0．85mm，风力作用下最大横向位移为从目前的地震区刚构桥梁的破坏分析，对于l0．2mm，梁体的水平挠度小于梁体计算跨度的双肢薄壁墩连续刚构来说，其最不利截面一般出L÷4000=40(mm)。现在墩顶、墩底截面。为此，重点分析了双肢薄壁墩墩根据相关规范要求对主梁设置反向预拱度。反顶、墩底截面的内力和位移。桥墩混凝土及钢筋应力向预拱度值为恒载与1／2活载所产生的挠度之和。水平均在规范允许范围

8、内，计算结果见表4所列。为了补偿结构在温度变化、混凝土收缩、徐变5