V型墩剛構(gòu)橋關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素探討

張宇輝

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

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V型墩剛構(gòu)橋關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素探討

張宇輝

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

摘要：介紹了一種新型橋梁結(jié)構(gòu)形式——V型墩剛構(gòu)橋。并對(duì)這一結(jié)構(gòu)體系在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的兩大關(guān)鍵因素—牛腿設(shè)置位置與V墩交角進(jìn)行分析與探討，提出了參數(shù)選取時(shí)所應(yīng)依據(jù)的具體原則，并最終給出了合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。

關(guān)鍵詞：V型墩；剛構(gòu)橋；結(jié)構(gòu)參數(shù)；設(shè)計(jì)因素

1概述

在剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)中，為了減小支柱頂部的負(fù)彎矩，往往將立柱設(shè)計(jì)成V型墩形式，進(jìn)而可以在橋梁跨徑較大時(shí)采用盡可能低的梁體建筑高度。而當(dāng)跨徑較大時(shí)，混凝土收縮與常年溫差將在跨中產(chǎn)生較大的軸向拉力，在主跨內(nèi)設(shè)置掛孔，不但釋放這一主跨內(nèi)的縱向約束，使其主跨不再承受軸向拉力，還可以充分利用預(yù)制結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，降低結(jié)構(gòu)施工周期的同時(shí)，盡量避免了對(duì)橋向交通的干擾。因此，V性墩剛構(gòu)橋經(jīng)常在高速公路跨線(xiàn)橋的設(shè)計(jì)方案中備受青睞。圖1即為位于浙江省寧波市段的杭州灣跨海大橋南岸接線(xiàn)上的V型墩跨線(xiàn)橋。本文即結(jié)合這一工程項(xiàng)目，研究分析V型墩剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)過(guò)程中所考慮的關(guān)鍵因素。

2工程概況

本項(xiàng)目V型墩跨線(xiàn)橋所處杭州灣跨海大橋南岸接線(xiàn)工程，工程設(shè)計(jì)樁號(hào)為k109+350和k114+240。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基本一致，與高速公路的交角90°，橋面凈寬4.5m，全寬5.5m。橋下凈高大于5.0m，邊跨L1=38.5m，中跨L0=55.0m。主跨和邊跨采用3片預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，建筑高度2.25m。橋面1.5%的橫坡由鋪裝形成。V型斜腿對(duì)應(yīng)上部T梁采用3條鋼筋混凝土肋板，橫橋向?qū)?.56m與單片T梁馬蹄底寬相同，外側(cè)面縱橋向?qū)捑鶠?.0m。橋梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

邊、中跨的上部橫截面3片預(yù)應(yīng)力混凝土T梁為預(yù)制拼裝件。T梁頂板寬1.6m，中肋寬0.18m，底馬蹄寬0.56m，兩側(cè)翼緣寬度0.8m；T梁之間的濕接縫寬0.3m。橫隔板之間用臨時(shí)支撐鋼板焊接，頂部現(xiàn)澆混凝土，如圖2所示。3條縱向V型斜腿與基礎(chǔ)剛接。斜腿頂部T梁固結(jié)，形成有兩個(gè)外側(cè)懸臂的V型框架，此部分構(gòu)件采用現(xiàn)場(chǎng)澆注，并與邊、中跨內(nèi)預(yù)制預(yù)應(yīng)力T梁采用牛腿形式進(jìn)行連接。

3設(shè)計(jì)關(guān)鍵因素

V型墩剛構(gòu)橋梁基本結(jié)構(gòu)及典型受力分布，其整體受力性能主要受兩個(gè)因素的影響：主跨內(nèi)牛腿設(shè)置位置以及V型墩交角。這兩個(gè)因素顯著影響著V型墩剛構(gòu)橋整體的受力分布，合理選取這兩個(gè)參數(shù)將有助于提升結(jié)構(gòu)整體受力的合理及經(jīng)濟(jì)性能。以下便針對(duì)V型墩剛構(gòu)橋牛腿設(shè)置位置以及V墩交角這兩大設(shè)計(jì)關(guān)鍵因素逐一進(jìn)行探討分析。

圖2　上部T梁橫斷面圖

4結(jié)論

通過(guò)對(duì)沈吉高速公路典型滑坡的原因分析和具體處理方案的論述，可以得出以下主要結(jié)論：

(1)挖方邊坡滑坡主要是由于邊坡開(kāi)挖改變了原有山體的自然平衡狀態(tài)，使部分土體或巖體在重力作用下，沿一定的軟弱面或?qū)訋禄?/p>

(2)水是邊坡產(chǎn)生滑塌的主要誘因，水使邊坡巖土體比重增加，下滑力增大，同時(shí)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低，結(jié)構(gòu)面間的黏結(jié)力減弱，從而產(chǎn)生滑塌，因此盡快排出進(jìn)入滑坡體的地表水和地下水，是滑坡治理的重點(diǎn)。

(3)在邊坡具備放緩邊坡的情況下，清坡卸載是處理邊坡滑塌的一種重要并且行之有效的手段，具有工程量小、施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低且長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

(4)邊坡治理過(guò)程中應(yīng)遵循“強(qiáng)腰固腳”的基本原則，對(duì)穩(wěn)定性差的土質(zhì)邊坡，可在坡腳設(shè)置擋墻支護(hù)，增加邊坡的整體穩(wěn)定性。

截至日前，沈吉高速公路通車(chē)運(yùn)營(yíng)已近3年時(shí)間，施工中滑塌的邊坡在處理完成后，目前均處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，充分認(rèn)識(shí)滑坡發(fā)生的機(jī)理，正確分析滑坡產(chǎn)生的原因，采取合理、適當(dāng)?shù)奶幹未胧?，是滑坡治理成功的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD30-2004) [S]．

[2]徐邦棟．滑坡分析與防治[M]． 北京:中國(guó)鐵道出版社, 2001．

[3]王恭先，等．滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，2004．

收稿日期：2015-02-03

中圖分類(lèi)號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0155-01