山區(qū)公路大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題的探討

盧劍橋

摘 要:大力發(fā)展山區(qū)高等級公路成為必然,對山區(qū)公路橋梁設(shè)計的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文結(jié)合某山區(qū)大跨度橋梁設(shè)計實踐,詳細闡述了山區(qū)大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題與解決措施,為解決山區(qū)公路橋梁設(shè)計積累了新的技術(shù)資料。

關(guān)鍵詞:山區(qū)公路大跨度橋梁設(shè)計

中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0129-01

1 工程概況

某大跨度公路橋位于山區(qū)腹地,谷深坡陡,橋面與峽谷谷底高差500m,地形、地貌極為復雜、險峻,橋區(qū)施工場地狹小、交通運輸條件極其困難。大橋處路線海拔920～940m,且處于大型峽谷谷口,預(yù)計冬季冰、雪、霧等災(zāi)害性氣候的出現(xiàn)將更為頻繁,橋梁的養(yǎng)護、行車安全非常重要。

2 山區(qū)大跨度橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題

該橋跨越處峽谷谷口寬度為650m,峽谷以內(nèi)地形壁陡險竣,峽谷下部臺階地距路線高差350m以上,谷內(nèi)不宜設(shè)墩,主橋須采用較大的跨徑,根據(jù)地形條件經(jīng)綜合比選確定采用900懸索橋。該山區(qū)懸索橋運輸條件缺乏,橋下通常沒有水運條件,故無法像常規(guī)懸索橋那樣,通過纜載吊機直接起吊安裝加勁梁段,該懸索橋只能采用單件運輸、現(xiàn)場組拼的桁架式結(jié)構(gòu),桁式加勁梁設(shè)計成為該山區(qū)懸索橋需解決的關(guān)鍵問題。山區(qū)路線縱面線形受多種因素控制,通常難以設(shè)置對稱的人字縱坡而多為單向縱坡,車輛制動力大,橋面系應(yīng)具有適宜縱向剛度,以減少橋梁縱向變形,橋面系的設(shè)計問題是該山區(qū)懸索橋設(shè)計中需要解決的又一個關(guān)鍵問題。

3 設(shè)計關(guān)鍵問題解決措施

考慮到輕型的鋼桁粱設(shè)計易于現(xiàn)場拼裝,便于山區(qū)運輸,可以堿小桁架桿件、節(jié)點的尺寸和重量,減輕節(jié)段吊裝重量,適應(yīng)山區(qū)交通運輸條件差、施工場地狹小地區(qū)的橋梁建設(shè)需要,最后確定采用的加勁鋼桁梁由主桁架、上下平聯(lián),橫向桁集組成,主桁架采用華倫式,桁高6.5m,桁寬260m,小節(jié)間長度6.4m,一個標準節(jié)段大節(jié)間長度為12.8m,在每小節(jié)處均設(shè)橫向桁架;上、下平聯(lián)采用K形體系,主桁片上、下弦桿、橫粱上、下弦桿采用箱形截面,膜桿及上、下平聯(lián)均采用工字形截面。鋼桁架采用整體節(jié)點新技術(shù)。鋼桁架各桿件均為工廠組焊件,為減少鋼桁梁桿件的現(xiàn)場拼裝連接,將弦桿連同一個或兩個節(jié)點在工廠焊接成整體,現(xiàn)場用高強螺栓連接成桁架。全橋共分71個節(jié)段組拼安裝,節(jié)段最大吊裝長度12.8m,節(jié)段最大吊裝重量91.6t。每個節(jié)段在工地拼裝場地組拼,采用施工纜索吊裝就位拼接。鋼桁加勁梁在索塔處設(shè)置塔連桿作豎向支承,塔連桿兩鉸接點距離10.7m,上端與預(yù)埋在索塔內(nèi)側(cè)壁上的鋼托架鉸接,下端與桁架上弦桿上的耳板鉸接。每個索塔處設(shè)置兩個。鋼桁加勁梁兩端在上、下弦桿兩側(cè)共設(shè)置8個抗風支座。鋼桁加勁梁及橋面系縱梁外露表面采用電弧噴鋁涂裝長效防腐。

針對山區(qū)建橋的特點,提出了表1兩種比較方案,考慮到鋼混組合板梁為支承在桁架橫檗上的簡支體系,預(yù)制混凝土板受壓,工字鋼受拉,可充分發(fā)揮兩種材料的特點,單塊重量小于4.8t,施工非常便捷,預(yù)制時適當添加防水劑可提高混凝土抗?jié)B防水性能,橋面鋪裝為8cm瀝青混凝土,瀝青混凝土與混凝土板具有優(yōu)良的黏結(jié)性能和使用性能,橋面系最終采用縱向工字鋼梁與混凝土橋面板的組合形式。鋼縱梁橫向間距1.95m,梁高0.66m,梁長6.36m,簡支在主桁橫梁上弦桿上,理論跨徑6.16m。橋面板采用預(yù)制混凝土板,預(yù)制板長6.36m、寬1.65m、厚0.16m?？v向接縫寬0.3m,橋面板通過接縫處縱梁上的剪力釘與鋼縱梁相結(jié)合形成組合結(jié)構(gòu)。各跨橋面板間采用橋面連續(xù)結(jié)構(gòu),每102.4m間距橋面板設(shè)一道通縫斷開,通縫設(shè)無縫式伸縮縫保證橋面美觀和行車順暢。縱向接縫采用微膨脹混凝土以改善由于混凝土收縮對鋼一混組合結(jié)構(gòu)的影響,橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)采用鋼纖維混凝土以提高抗裂、抗疲勞性能。

4 結(jié)語

山區(qū)公路地形地質(zhì)復雜,地面高差大,山區(qū)橋梁彎坡橋多,高墩大跨多,墩臺形式多,設(shè)計中必須充分考慮山區(qū)橋梁曲線、大縱坡、高墩、長橋的特點,解決好其梁設(shè)計的關(guān)鍵問題。該山區(qū)公路大跨度橋梁的施工和跟蹤觀測結(jié)果表明其設(shè)計是成功的,可供同類橋梁設(shè)計參考。

參考文獻

[1] 許璐.山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計關(guān)鍵問題研究[D].長安大學,2009.

[2] 祝敏方.山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計探討[J].公路,2003(5).