國道213線都江堰至映秀段百花大橋災(zāi)后重建設(shè)計、施工簡介

譚順坤

摘 要：為了給橋梁建設(shè)提供參考，改善橋梁抗震性能。對百花大橋災(zāi)后重建中映秀大橋、百花大橋的橋梁方案比選、橋梁抗震設(shè)計及具體的施工方案進行了詳細介紹，總結(jié)了其經(jīng)驗。該抗震細節(jié)設(shè)計可為震區(qū)及高烈度區(qū)橋梁設(shè)計與施工提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;橋型方案比選;抗震設(shè)計;延性構(gòu)造

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A

1 概述

“5.12”汶川大地震中原百花大橋第五聯(lián)5×20 m連續(xù)梁完全傾覆倒塌，造成國道213線完全中斷。

經(jīng)專家建議和有關(guān)部門批準，5月28日對原橋殘留部分進行了爆破拆除，消除了橋下臨時通道的巨大安全隱患。為保證災(zāi)后重建道路暢通，避讓牛圈溝大型泥石流溝等地質(zhì)病害，并兼顧映秀鎮(zhèn)災(zāi)后重建和經(jīng)濟發(fā)展，決定重建映秀百花大橋，經(jīng)四川省交通廳公路局組織有關(guān)專家評審，百花大橋災(zāi)后重建推薦采用兩跨岷江的改線方案。

2 橋型方案比選

2.1 映秀大橋

本橋緊鄰映秀鎮(zhèn)，為路線第一次跨越岷江。考慮到本橋基礎(chǔ)施工在枯水期，且不受紫坪埔水庫影響，根據(jù)橋梁高度及岷江河流地質(zhì)情況，兼顧施工、經(jīng)濟等因素，橋孔布置為：9 m～30 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，下部采用鋼筋混凝土雙柱式圓墩，柱式橋臺，鉆孔樁基礎(chǔ)，橋梁全長271.1 m，橋面全寬11.0 m（2×1.5 m人行道+凈8.0 m行車道）。

2.2 百花大橋

本橋為第二次跨越岷江而設(shè)，橋位受紫坪埔水庫尾水影響，測時水面寬度180.0 m，最大水深8.8 m，測時水位：859.22 m，橋梁高度35 m。由于本項目施工的緊迫性，不可能等到水位放到最低水位才開始施工，施工期的最大水深在3.1 m～8.8 m之間變化。為此在初步設(shè)計階段采用50 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁方案與120 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁兩個方案進行比較。

根據(jù)方案比較結(jié)果，雖然50 mT梁方案較120 m連續(xù)梁方案多兩個水下橋墩，但橋位處水深僅4 m～6 m，河灘用于筑島圍堰的材料豐富，樁基采用筑島圍堰施工相對簡單、經(jīng)濟。120 m連續(xù)梁方案雖然只有兩個水下基礎(chǔ)，但上部結(jié)構(gòu)施工周期長，造價相對較高。根據(jù)工期和造價要求推薦采用50 m簡支T梁方案。

3 橋梁設(shè)計

3.1 上部主梁構(gòu)造

3.1.1 設(shè)計原則

主梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計，主梁由預(yù)制T梁+現(xiàn)澆濕接縫組合而成，結(jié)構(gòu)型式為簡支梁橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)。

3.1.2 主梁橫斷面

（1）映秀大橋：主梁梁肋間距為2.25 m，中梁預(yù)制寬度為1.60 m，邊梁預(yù)制寬度為1.8 m，翼板及橫隔板間濕接縫寬0.65 m，橋梁全寬11 m。

（2）百花大橋：主梁梁肋間距為2.25 m，中梁預(yù)制寬度為1.60 m，邊梁預(yù)制寬度為1.925 m，翼板及橫隔板間濕接縫寬0.65 m，橋梁全寬9 m。

3.1.3 主梁橫隔板間距

30 m跨徑為4.35 m+4×5 m+4.35 m，50 m跨徑為6.95 m

+5×7 m+6.95 m。橫隔板間采用現(xiàn)澆濕接縫連接形式，以保證梁的整體性。

3.1.4 主梁橫坡

主梁翼板、橫隔板按橋梁橫坡預(yù)制。

3.2 抗震設(shè)計

3.2.1 T梁在縱橫向均設(shè)置橡膠緩沖裝置

橫橋向：在每個橫向擋塊上，對應(yīng)支座中心線位置設(shè)置30×30×5 cm的橡膠墊塊;縱橋向：伸縮縫橋墩處每片梁每側(cè)肋板上設(shè)置兩個30×20×5 cm的橡膠墊塊，橋臺處設(shè)置兩個30×20×5 cm橡膠墊塊。

3.2.2 T梁在縱橫向均設(shè)置防落裝置

橫橋向：在橋臺和每個橋墩上均設(shè)置橫向擋塊;

縱橋向：采用OVM.DJ160、OVM.DJ180防落梁裝置。

3.3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.3.1 結(jié)構(gòu)計算

本橋位于地震基本烈度為Ⅷ度的高地震烈度區(qū)，下部計算按以下考慮：

（1）在計算地震動響應(yīng)時，考慮地震動的空間相關(guān)性，在進行地震動輸入時，采用地震動的多向輸入，當?shù)卣鸷奢d水平向輸入時，同時考慮豎向地震動（按水平地震動的1/2考慮。[1]同時由于百花大橋基礎(chǔ)處于深水中，橋梁計算時應(yīng)考慮深水基礎(chǔ)的動力阻尼及動水壓力影響。

（2）充分考慮橋梁縱、橫向的相互關(guān)聯(lián)作用，按整橋建模，并選用P1（50年超越概率10%）和P2（50年超越概率5%）兩水準進行地震響應(yīng)分析。同時由于橋梁由多跨組成，相鄰分聯(lián)（跨）在地震動下的地震反應(yīng)對鄰聯(lián)（跨）有一定影響，特別是相鄰交界墩的受力較為復(fù)雜，因此計算建模時采用多聯(lián)建模，上部型式以梁格模擬，下部模型考慮樁土相互作用。對于簡支體系非規(guī)則橋梁，橋梁上下部的連接——支座和伸縮縫的模擬非常重要;支座在各個方向的線彈性、扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)及與主梁的連接位置按實際結(jié)構(gòu)型式精確計算及建模;伸縮縫以開關(guān)模型模擬，在梁端的伸縮距離，是否引起非線性碰撞及碰撞時梁體剛度的模擬應(yīng)予以詳細考慮。

（3）在以上兩種設(shè)防條件下，樁、柱地震內(nèi)力及位移均滿足驗算要求。高墩的受力主要以抗彎驗算為主，矮墩的受力主要以抗剪驗算為主，同時對支座在地震動作用下的受力及變形進行驗算及控制。在配筋設(shè)計時，首先根據(jù)橋墩彎矩包絡(luò)圖進行主筋計算;同時應(yīng)結(jié)合構(gòu)造措施，注意墩柱及塑性鉸區(qū)域的箍筋配置。在結(jié)構(gòu)配筋上，縱向主筋與箍筋應(yīng)綜合考慮，確保結(jié)構(gòu)的延性需求。

3.3.2 下部結(jié)構(gòu)尺寸

根據(jù)多振型反應(yīng)譜法的計算結(jié)果，橋梁墩、柱尺寸采用為：

（1）映秀大橋橋墩采用鋼筋混凝土雙柱式圓墩（柱徑180 cm）接鉆孔灌注樁（樁徑200 cm）基礎(chǔ)，樁基按摩擦樁設(shè)計。

（2）百花大橋30米跨橋墩采用鋼筋混凝土雙柱式圓墩（柱徑180 cm）接鉆孔灌注樁（樁徑200 cm）基礎(chǔ);50 m跨橋墩采用鋼筋混凝土雙柱式圓墩（柱徑220 cm）接鉆孔灌注樁（樁徑250 cm）基礎(chǔ)，樁基按摩擦樁或支承樁設(shè)計。

4 施工方案

橋梁上部T梁采用預(yù)制場預(yù)制，架橋機架設(shè);全橋樁基采用鉆孔灌注法施工，水中樁基采用筑島圍堰，墩身、蓋梁采用支架現(xiàn)澆施工。

5 結(jié)語

本橋建成通車已10余年，對方便兩岸群眾來往，促進兩岸經(jīng)濟發(fā)展，加快災(zāi)后重建都起到了重要的作用。通過本橋的設(shè)計，對高地震烈度區(qū)簡支梁橋的抗震設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]徐遠賀，戴廣鵬.山區(qū)高墩橋梁抗震設(shè)計要點分析[J].交通世界，2020（29）：138-139.