三岔湖一號(hào)橋總體設(shè)計(jì)

駱富強(qiáng) 史海峰 王約斌

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川 成都 610031）

三岔湖一號(hào)橋總體設(shè)計(jì)

駱富強(qiáng) 史海峰 王約斌

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川 成都 610031）

三岔湖一號(hào)橋主橋采用（5×56）m的剛架拱橋結(jié)構(gòu)形式，在借鑒已有研究成果的基礎(chǔ)上，該橋采取了減小拱片間距、加強(qiáng)橫向聯(lián)系、改變微彎板構(gòu)造和配筋及加強(qiáng)角隅點(diǎn)處構(gòu)造鋼筋設(shè)置等措施，提高了單拱片和橋面板的承載能力，加強(qiáng)橫向整體穩(wěn)定性，改善了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。設(shè)計(jì)中考慮連拱結(jié)構(gòu)作用，設(shè)計(jì)墩臺(tái)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證橋跨結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備，本橋設(shè)計(jì)可為同類型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

剛架拱橋；總體設(shè)計(jì)

1 工程概況

三岔湖一號(hào)橋是成都資陽(yáng)三岔湖合作區(qū)域起步區(qū)環(huán)湖路二期（簡(jiǎn)陽(yáng)A段）市政道路上的一座大橋，本著“經(jīng)濟(jì)、美觀、適用”的設(shè)計(jì)原則，該橋采用（5×56）m的剛架拱橋結(jié)構(gòu)形式，全橋總長(zhǎng)294.16m，雙向分兩幅橋全寬24.5m，橋跨結(jié)構(gòu)為5孔56m單幅6片剛架拱，于2016年建成通車(chē)。三岔湖常年水位462米左右，歷史最高水位464米左右，庫(kù)區(qū)正常蓄水位為462.5m，橋位處枯水期河床基本裸露。場(chǎng)地地貌屬龍泉山脈的丘陵地帶，整個(gè)地形西北高、東南低，屬低山淺丘地形，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。擬建場(chǎng)地覆蓋層為第四系全新統(tǒng)人工填土層、坡洪積及白堊系下統(tǒng)蒼溪組泥質(zhì)砂巖及含礫砂巖。橋位區(qū)場(chǎng)地土層平均厚度大于5米，場(chǎng)地土為中軟—中硬土，等效剪切波速150～500m/s，場(chǎng)地類別為Ⅱ類場(chǎng)地，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，設(shè)計(jì)特征周期為0.40s。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

該橋道路等級(jí)為城市主干道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度：60km／h。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車(chē)荷載為城市-A級(jí)并用公路-I級(jí)驗(yàn)算，人群荷載為3.5kN/m2。設(shè)計(jì)洪水頻率一百年一遇，Ⅶ級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)，通航凈空為寬×高為20×4.5m。

3 總體設(shè)計(jì)

上部構(gòu)造采用5×56m連續(xù)剛架拱，拱腿高90cm，弦桿高100 cm；斜撐高度為80cm，見(jiàn)圖一。除實(shí)腹段的底弧采用圓弧線變化外，其余均為直構(gòu)件。每跨橫向分兩幅共設(shè)置12個(gè)剛架拱片，拱片中心間距200cm。拱片寬50 cm，拱片各部分均采用C50混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。橋墩采用群樁基礎(chǔ)承臺(tái)接鋼筋混凝土實(shí)體墩，橋臺(tái)采用群樁基礎(chǔ)承臺(tái)接混凝土U型臺(tái)身技術(shù)。

圖一 拱片布置圖（單位cm）

圖二 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

傳統(tǒng)剛架拱橋具有傳力途徑明確，施工簡(jiǎn)便，上部結(jié)構(gòu)重量輕以及抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在拱橋整體橫向剛度低，單拱片受力較大，微彎板剛度差和易開(kāi)裂以及角隅點(diǎn)易破壞的缺點(diǎn)。在借鑒已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)剛架拱橋的構(gòu)造和受力特性，結(jié)合三維空間有限元分析計(jì)算和非線性實(shí)體承載能力分析結(jié)果，本橋設(shè)計(jì)做了以下幾點(diǎn)改善：

減小拱片間距，改善原單個(gè)拱片受載不利；

加強(qiáng)橫向聯(lián)系，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的橫向整體穩(wěn)定性；

改變微彎板構(gòu)造及配筋，提高橋面板受力性能；

加強(qiáng)角隅點(diǎn)處構(gòu)造鋼筋設(shè)置，避免原先鋼筋不足引起的開(kāi)裂；

考慮連拱結(jié)構(gòu)作用，設(shè)計(jì)墩臺(tái)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證橋跨結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。

4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

采用大型有限元空間軟件Midas對(duì)主橋總體進(jìn)行計(jì)算，模型見(jiàn)圖二。結(jié)構(gòu)整體分析中考慮了樁基礎(chǔ)的剛度模擬。主橋按平面桿系進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，按普通鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，按實(shí)際施工過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)結(jié)構(gòu)按照施工順序結(jié)構(gòu)離散。

根據(jù)剛架拱橋施工特點(diǎn)，采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，施工應(yīng)嚴(yán)格按照逐墩橫向、縱向?qū)ΨQ進(jìn)行。計(jì)算荷載參數(shù)選取如下：

恒載：一期恒載為主梁自重，二期恒載包括橋面鋪裝等橋面系構(gòu)造；

設(shè)計(jì)荷載：城市-A級(jí)及公路-I級(jí)；

溫度：整體升、降溫度按25°C考慮，按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》D60-2004梯度溫度規(guī)定：頂板梯度升溫為14～5.5～0°C，頂板梯度降溫為-7～-2.75～0°C；

收縮徐變：混凝土收縮徐變算法采用《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》D62-2004算法，保證混凝土養(yǎng)護(hù)齡期5天以上，加載齡期按5天計(jì)算；

根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》D62-2004對(duì)施工階段進(jìn)行控制外，使用階段按9種工況進(jìn)行組合控制。材料的力學(xué)性能及計(jì)算參數(shù)按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》D62-2004規(guī)定執(zhí)行。采用上述軟件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D62－2004的各項(xiàng)要求。

5 施工方案

在橋墩處搭設(shè)施工平臺(tái)，樁基采用機(jī)械鉆成孔，再灌注混凝土；墩柱采用在承臺(tái)上搭設(shè)支架立模施工。

拱片采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，施工應(yīng)嚴(yán)格按照逐墩橫向、縱向?qū)ΨQ進(jìn)行，落架時(shí)應(yīng)待混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到7天時(shí)方可進(jìn)行，縱向五跨須同時(shí)落架，落架后從跨中向支點(diǎn)拆卸。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，該橋在構(gòu)造和計(jì)算控制等方面做了不同于既有剛架拱橋的優(yōu)化，并提出了剛架橋設(shè)計(jì)的一些新思路，可為同類工程提供參考。

[1]JTG D60-2015 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范

[2]JTG D62-2004 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范

TU7

B

1007-6344（2017）05-0120-01