裝配式橋梁設(shè)計探討

劉大明 王斌強

(1.廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510101； 2.武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430023)

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裝配式橋梁設(shè)計探討

劉大明1王斌強2

(1.廣東省南粵交通投資建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510101； 2.武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430023)

通過湖南省龍山茨巖塘至永順公路(重丘區(qū)二級公路)的一座橋梁設(shè)計，詳細介紹了在山區(qū)公路、高速公路部分變寬橋梁設(shè)計中如何利用交通運輸部裝配式橋梁通用圖的各項技術(shù)指標，以及在橋梁設(shè)計過程中如何體現(xiàn),以供橋梁設(shè)計人員參考。

裝配式橋梁，設(shè)計，參考

0 引言

裝配式橋梁具有受力明確，工藝成熟、施工簡單、經(jīng)濟美觀、工期短等優(yōu)點，在我國公路橋梁中得到了最廣泛的應(yīng)用。交通運輸部、部分省級交通運輸廳也進行了相關(guān)通用圖的編制工作，用于標準化作業(yè)。

但在標準跨徑的橋梁設(shè)計中，應(yīng)充分了解通用圖的各項技術(shù)指標，在條件允許的前提下，有效的利用通用圖的便利性，靈活運用各種設(shè)計手段，才能達到設(shè)計成果的合理性和可實施性。本文結(jié)合湖南省龍山茨巖塘至永順公路(重丘區(qū)二級公路)一座橋梁設(shè)計，從其橋梁方案選擇和橋梁設(shè)計兩方面闡述如何利用交通運輸部裝配式橋梁通用圖的各項技術(shù)指標，如何在橋梁設(shè)計過程中體現(xiàn)，提出了見解，供橋梁設(shè)計人員參考。

1 項目概況

湖南省龍山茨巖塘至永順公路起點位于龍山縣茨巖塘，接桑龍公路(S305)茨巖塘繞鎮(zhèn)線，局部路段沿G209進行老路改造，大部分路段為新建，全線按二級公路建設(shè)。線路地形條件復(fù)雜，全線均為重丘地貌，地面高程為340 m～900 m，地勢起伏大，線路穿越多重山脈，既有X004和G209采用盤山繞線方式翻越山嶺，路線平縱指標普遍較低。

本橋平面分別位于直線(起始樁號:K22+597.52，終止樁號:K22+694.554)和緩和曲線(起始樁號:K22+694.554，終止樁號:K22+722.44，參數(shù)A:66.5，左偏)上，縱斷面縱坡3%；墩臺等角度布置。

該橋為跨越山谷而設(shè)，橋址區(qū)地貌形態(tài)為重丘地貌，微地貌單元為溝谷地，地勢呈南、北及東側(cè)三面高、西側(cè)低的谷地，中部為沖溝、稻田，場區(qū)附近無公路通過，交通不便，大型載重車輛幾乎無法到達橋位處。橋梁設(shè)計標高至橋下溝谷最大高差40 m。

2 橋型方案選擇

現(xiàn)澆箱梁方案：由于已經(jīng)進入小半徑曲線，采用裝配式梁存在梁長變化和懸弧差的影響因素，加上在內(nèi)側(cè)，路線設(shè)置加寬段，通過直線內(nèi)插計算，在大樁號橋臺處，需加寬1.15 m。根據(jù)一般經(jīng)驗，已經(jīng)不適合采用裝配式橋梁方案。從路線加寬的角度考慮，現(xiàn)澆箱梁的可行性最高，但由于高差大，山體陡峭，支架現(xiàn)澆的條件不成熟，故而舍棄；而懸拼箱梁的工期太長，受制于本項目的工期，也不成為首選方案。

拱橋方案：橋梁高度較高，支架的附屬的成本高，工期長。在路線總體方案方面，受制于路線后段的臺地和隧道因素，本橋位段線位主要為服從于路線總體，需要利用地形進行展線和爬坡，路線線位較高。而本橋的橋臺和路線前段的中橋橋臺僅相隔12 m，且橋臺位于山脊處，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，不宜設(shè)計為拱橋方案。

裝配式方案：從高跨比的角度，最經(jīng)濟的方案為30 m或40 m。但由于橋位處地形條件也較差，自然縱坡達到8%～10%，交通極為不便，大型載重車無法到達施工現(xiàn)場，且現(xiàn)場沒有條件設(shè)置預(yù)制場地。據(jù)當(dāng)?shù)厥┕挝唤榻B，僅20 m空心板結(jié)構(gòu)的單片板勉強能通過運輸工具到達施工現(xiàn)場。

綜合考慮項目的實際情況，經(jīng)多方論證，與項目業(yè)主、專家共同商議后，選擇20 m空心板結(jié)構(gòu)作為本橋梁設(shè)計的最終方案。

3 設(shè)計方案[2,3]

3.1 設(shè)計標準

1)標準橋面凈寬：1×凈8.50 m(規(guī)范為凈8.0 m；考慮該道路為地方主要對外通道，重車較多，地方政府要求能適當(dāng)考慮增加橋梁寬度以便老百姓通行，故全線橋面凈寬同路基寬度)；本橋為變寬橋。

2)設(shè)計荷載：公路—Ⅱ級。

3)設(shè)計洪水頻率：1/100。

4)區(qū)域內(nèi)地震動參數(shù)：橋位區(qū)地震動峰值加速度小于0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期均為0.35 s。對應(yīng)原地震基本烈度為小于6度，屬工程場地較穩(wěn)定地區(qū)，考慮簡易防震設(shè)施。

3.2 橋型介紹

全橋共2聯(lián)：5×20+20；上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)連續(xù)空心板；下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。3號，4號橋墩采用墩梁固結(jié)。橋面變寬，前四跨等寬，第五跨自樁號K22+547.75開始左側(cè)加寬(見圖1)。

3.3 加寬問題

加寬變化段起始樁號位于第五跨跨中位置(K22+687.93)，根據(jù)線性內(nèi)插計算，在5號橋墩處，內(nèi)側(cè)需加寬43.1 cm(見圖2)。故第五跨前四跨的標準橫斷面采用本項目一般的空心板橫斷面，兩側(cè)懸臂長都是380 mm；第五跨從K22+684.93到5號墩頂，內(nèi)側(cè)邊板懸臂長從380 mm漸變至630 mm。剩余的18.1 cm通過局部壓縮標準橫斷面單側(cè)富余的25 cm進行調(diào)整，整體滿足二級公路的凈寬8 m要求。在6號橋臺處，需加寬1.15 m，在第六跨，整體多加一塊板。由于本橋位于單向3%的縱坡上，為保證多加的一塊板不出現(xiàn)滑落，橋的外側(cè)邊板不設(shè)置懸臂，內(nèi)側(cè)邊板設(shè)置630的懸臂長度，保證第六跨的內(nèi)側(cè)邊板與第五跨的內(nèi)側(cè)邊板的主板結(jié)構(gòu)有足夠的交錯距離。在內(nèi)邊板設(shè)置630懸臂的情況下，內(nèi)側(cè)的加寬和外側(cè)的懸弧差，均小于路基單側(cè)富余的25 cm凈寬，均通過護欄對富余的凈寬進行調(diào)整。

3.4 梁長變化問題

第六跨由于處于小半徑曲線段，內(nèi)外側(cè)的單塊板的板長變化值均超過20 cm的調(diào)整值，不能對板長進行簡單的加長或縮短，本橋采用把6號橋臺旋轉(zhuǎn)5°來實現(xiàn)。調(diào)整后的板長均在20 cm的調(diào)整范圍之內(nèi)(見圖3)。

3.5 旋轉(zhuǎn)橋臺后引起的空心板折線布置問題

通過總體布置，前五跨均可按直線布梁布置空心板，第六跨，為保證板長的調(diào)整，旋轉(zhuǎn)橋臺之后，空心板需在5號墩頂折線布置，以5號墩頂和6號橋臺的中心線連線方向作為第六跨空心板的布置方向，在5號墩頂，于平面上會有鋸齒形出現(xiàn)，并需要對5號橋墩進行加寬設(shè)計。

3.6 高墩的處理

根據(jù)一般橋梁布跨原則，本橋設(shè)置20 m跨徑不甚合理，不可避免將會出現(xiàn)多個高墩，本橋最高橋墩已超過30 m，本橋在3號，4號橋墩采用固結(jié)。墩柱尺寸和配筋均有所加大。

3.7 后期維護

在近些年來，板式結(jié)構(gòu)的后期維護出現(xiàn)了越來越多的問題，病害比較突出。由于本橋的特殊布置，加上本國道上超重車比較多，需要經(jīng)常對本橋進行維護的檢測，防止事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

為加快推進施工標準化工作，提升現(xiàn)代工程管理水平，標準化設(shè)計這一前提工作已愈發(fā)重要。在設(shè)計的過程中，如何利用好通用圖的既有指標，通過各種設(shè)計手段，經(jīng)過設(shè)計人員的綜合運用，滿足相關(guān)規(guī)范，路線總體設(shè)計要求，施工條件或其他特定要求是設(shè)計人員值得去思考的問題。對于山區(qū)公路、高速公路互通范圍內(nèi)變寬橋，本文提出的設(shè)計思路均值得參考。

[1]交通部專家委員會.公路橋梁通用圖.北京：人民交通出版社，2010.

[2]JTG B01—2014，公路工程技術(shù)標準.

[3]JTG D60—2004，公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.

[4]JTG H10—2009，公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范.

Discussion about the design of assembled bridge

Liu Daming1Wang Binqiang2

(1.GuangdongProvince,GuangdongTrafficConstructionInvestmentCo.,Ltd,Guangzhou510101,China；2.WuhanMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo.,Ltd,Wuhan430023,China)

Through the Longshan of Hunan province, rock pond to Yongshun road(high secondary roads)a bridge design, detailed in a mountainous area highway, highway widening bridge how to make use of the ministry of transport in the design of prefabricated bridges general figure of the technical indicators, and how they are manifested in the bridge design process, in order to offer reference for the bridge design personnel.

prefabricated bridges, design, reference

1009-6825(2015)18-0189-02

2015-04-11

劉大明(1982- )，男，工程師

U442

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