Y形墩连续刚构桥的设计.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEngineeringY形墩连续刚构桥的设计陈伏立1，田秀兰2(1．福州市规划设计研究院，福建福州350003；2．福州大学土木工程学院，福建福州350116)摘要：结合某跨径组合为30m+50m+30m的Y形墩连续刚构桥的设计实例，介绍了在桥梁结构设计、施工中需要重点注意的问题，供类似桥梁设计时参考。关键词：桥梁；Y形墩；连续刚构；设计中图分类号：U442．5文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)04—0072—04YPiersBridgeDesignwithContinuousRigidFrameChenFu

2、li，TianXiulanY形墩连续刚构桥是从普通连续刚构桥演变而来的桥型，具有连续梁和斜腿刚架的受力特性。这种桥型与相同跨径的连续梁桥或刚构桥相比，结构受力更趋合理，总体尺寸较小，因此显得轻巧美观，适合在城市租景观要求较高的地区采用。1工程概况某桥梁工程位于县城中心区规划主干道上，设计荷载城一A级，计算行车速度40km／h，设计安全等级一级，设计环境类别I类，设计洪水频率按50年1遇漫水桥考虑，无通航要求。桥梁长度110m，桥面宽度16m，桥跨组合为30m+50m+30m，采用Y形墩预应力混凝土连续刚构，钻孑L灌注桩基础。桥型立面如图1所示。图1桥

3、型立面图(cm)桥位处河流天然宽度约80m，河底平缓，河床普遍见卵石出露地表，勘察期间水深约0．50m。2桥型方案设计桥型方案主要考虑了美观、功能、技术及经济的辨证统一。该桥地处中心城区，具有较高的景观要求，同时考虑地方财力又具有一定的经济要求，因此，在功能与技术均合理的前提下．既不能仅仅考虑景观，忽视经济，也不能完全以考虑经济为主，忽视景观要求。所72啼荭投_术2014No．4(Jul．)V01．32以．1跨过河的下承式或中承式拱桥及斜拉桥方案，因造价高、维护费用高不宜考虑；预制T梁桥、等高梁桥虽然造价较低，但因其景观效果差，也不宜考虑。为达到将桥

4、梁设计为地方特色性建筑物的目标，所设计桥型应不同于河道上现有的桥梁——上承式(石)拱桥，因此该桥不宜再考虑上承式拱桥方案。从桥梁所处的具体位置看，该桥两端桥头分别与2条规划道路相接，2条规划道路与桥梁均为斜交。从使用功能方面看，桥面建筑不宜复杂，以免遮挡视线，桥型宜简洁、通透，以适应多角度的景观要求。此外，桥型方案应充满现代气息，以与周边的现代化新城相适应。因此．综合考虑城市规划、场地条件、景观要求、河道排洪、经济性、施工及运营期养护等因素，采用跨径组合为30m+50m+30m的Y形墩预应力混凝土连续刚构桥方案。该方案简洁、通透，造型动感十足，富有特

5、点．能适应多角度的景观要求，且造价较低，与周边环境协调统一。图2为已经建成的桥梁实景图。3桥梁结构设计3．1材料及荷载设计箱梁采用C55混凝土，Y形墩上肢采用C55混凝土，下肢采用C50混凝土：预应力钢绞线公称面积140mm2，标准强度l860MPa，弹性模量1．95x105MPa；预应力高强精轧螺纹粗钢筋抗拉强度标准值为785MPa．弹性模量2．Oxl05MPa。该桥为漫水桥．除了按JTGD60--2004(公路桥涵设计通用规范》⋯进行荷载组合外，计算中还考虑了以下几种组合情况。1)箱梁施工合龙前施加对顶力组合：自重+预应力+对顶力。2)运营阶段漫

6、水组合(设计要求箱梁施工阶段不a)1／2跨中断面桥梁工程器BridgeEngineering得进水)：自重+预应力+二期恒载+水浮力+水流升力。3)运营阶段落水组合：自重+预应力+二期恒载+短时水重力。水力荷载是漫水桥设计时必须考虑的荷载之一。根据阿基米德定律。静态水浮力可根据梁体排开水的体积得到。对箱型截面来说，由于梁体刚度大、抗扭转性能好。因此水流对其振动效应较小，基本可以忽略。除静态水浮力外，河水的涨落还会产生动态水浮力，动态水浮力又可分为涨水时和落水时2种情况。根据文献『21，设计时按涨水和落水2种情况考虑1个统一的水力荷载，涨水时的水浮力按

7、自重荷载的0．5倍取值，落水时的水重力按自重的0．3倍取值：并采取加大箱梁泄水孔、加强箱梁表面防水等构造措施。设计采用杆系软件建立全桥计算模型，如图3所示，按部分预应力混凝土A类构件进行设计。袁3．2上部箱梁设计变截面连续刚构箱梁采用单箱双室截面。总宽16m，箱梁跨中及边跨端部梁高为1．6m，根部梁高2．7m，Y形墩中心处梁高2．4m．梁高从合龙段边部到悬臂根部及从Y形墩中心处到悬臂根部均按圆曲线变化。顶板厚度为25～45em．底板厚度从跨中25cm按圆曲线变化到根部50cm，腹板厚度为50～90cm，翼缘悬臂长为2．50in，悬臂部分厚度0．15～

8、0．45in。箱梁无横坡，桥面横坡由混凝土铺装层形成。中横梁宽度为2．51TI，端横梁宽度为1．2nl。箱梁