龍樹箐特大橋方案設(shè)計(jì)

李航 唐云浩

摘要：本文結(jié)合武倘尋高速公路龍樹箐特大橋橋型方案的選擇，通過從橋梁結(jié)構(gòu)、施工難易程度、經(jīng)濟(jì)性等幾個方面進(jìn)行綜合比較，對山區(qū)大跨度橋梁橋型的選擇提供參考。

Abstract： This article combines the selection of the bridge type of the Longshuqing Bridge on the Wutangxun Expressway， and carries out comprehensive comparison from several aspects of bridge structure， construction difficulty and economy， to provide reference for the selection of bridge types of long-span bridges in mountainous areas.

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路;大跨度橋梁;方案研究;橋梁選型

Key words： mountain expressway;long-span bridge;scheme research;bridge type selection

中圖分類號：U442.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）29-0155-02

1? 工程概況

武倘尋高速公路是云南省滇中城市經(jīng)濟(jì)圈高速公路環(huán)線的重要組成部分，也是京昆高速和銀昆高速的橫向連接線，路線全長約105km，主線路基寬度33.5m，雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。

龍樹箐特大橋位于武倘尋高速公路K32+515處，為跨河谷所設(shè)，是此段路線的控制性工程之一。該橋位于分離式路基段，左右幅相距約35m。橋位處地勢起伏較大，呈U形。橋址區(qū)海拔高程介于1697～1912m之間，相對高差215m，屬侵蝕構(gòu)造中切割中山陡坡地貌，“U”型河谷，兩岸自然坡度30～40°，局部見陡崖地形，兩側(cè)地形起伏較大，現(xiàn)多為旱地和林地。橋址區(qū)地表為第四系全新統(tǒng)覆蓋層，為第四系殘坡積（Qel+dl）層，厚度分布較均勻，基巖為二迭系上—下統(tǒng)（P1-2）玄武巖，埋深較小，地表多見出露。

2? 橋型方案選擇原則

橋梁總體布置和橋型方案的擬定，主要遵循以下原則：

①橋梁方案應(yīng)滿足“安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀”的原則;

②為保證行車舒適性和安全性，優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)連續(xù)形式，提高行車舒適度;

③山區(qū)橋梁應(yīng)結(jié)合兩岸陡坡的地形特點(diǎn)，選取適宜的橋型方案和跨徑布置，盡量避免高墩，減小下部結(jié)構(gòu)工程數(shù)量;

④橋梁高度較高，局部運(yùn)輸條件和吊裝條件嚴(yán)重受限，橋型應(yīng)盡量選取無大型構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝需求的方案，盡可能選取成熟的施工方法，降低上部結(jié)構(gòu)的施工難度;

⑤設(shè)計(jì)方案應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性，合理控制工程規(guī)模及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo);且因該橋地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，為便宜運(yùn)營期間的養(yǎng)護(hù)維修，宜盡量選用混凝土結(jié)構(gòu)形式，減小養(yǎng)護(hù)難度，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

經(jīng)綜合考慮，考慮到本橋所跨峽谷寬度約為600m，兩岸岸坡陡峭，橋面距谷底高約140m。且由于峽谷寬度較寬，兩岸邊坡較為陡峭，下部結(jié)構(gòu)施工難度較大，從墩高與跨徑協(xié)調(diào)的角度以及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的角度出發(fā)，再考慮兩岸引橋布置，可供選擇的橋型主要有連續(xù)剛構(gòu)、矮塔斜拉兩種橋型。

3? 橋型方案研究

3.1 方案一：主跨160m連續(xù)剛構(gòu)橋

方案一主橋選用90+160+90m的連續(xù)剛構(gòu)橋;左右幅跨徑組合均為2×（3×40）mT梁+（90+160+90）m連續(xù)剛構(gòu)橋+（4×40）mT梁，總橋長為752m。主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面現(xiàn)澆箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩配群樁基礎(chǔ)，過渡墩采用變截面空心薄壁墩配群樁基礎(chǔ)。

方案一采用主跨160m的連續(xù)剛構(gòu)橋，跨越能力好，跨徑布置合理，且最大墩高為110m，墩高較合理。主橋墩梁固結(jié)、主梁連續(xù)、橋面平順，行車舒適性好;該橋型設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟，主梁可采用掛籃懸臂澆筑法進(jìn)行施工，主墩可采用滑模或爬模施工，施工工藝較成熟。該方案橋型簡潔，易于實(shí)現(xiàn)，工期較短，約24個月;材料用量省，全橋工程造價(jià)約1.75億元，造價(jià)相對較低，且后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少。主跨160m在經(jīng)濟(jì)跨徑之內(nèi)，易于實(shí)現(xiàn)。

3.2 方案二：主跨180m的連續(xù)剛構(gòu)橋

方案二主橋選用主跨180m的連續(xù)剛構(gòu)橋，其中，左幅跨徑組合為2×（3×30）mT梁+（100+180+180+100）m連續(xù)剛構(gòu)橋，總橋長為750m，右幅跨徑組合為2×（4×30）mT梁+（100+180+100）m連續(xù)剛構(gòu)橋+（4×30）mT梁，總橋長為750m。主橋上部采用變截面現(xiàn)澆箱梁，主橋下部結(jié)構(gòu)采用雙肢薄壁墩配群樁基礎(chǔ)，過渡墩根據(jù)墩高分別采用等截面及變截面空心薄壁墩配群樁基礎(chǔ)。（圖2）

該方案左幅為100+180+180+100m連續(xù)剛構(gòu)橋，右幅為100+180+100m連續(xù)剛構(gòu)橋，主橋均采用墩梁固結(jié)的形式，主梁連續(xù)、橋面平順，行車舒適性好;該橋型設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟，主梁可采用懸臂澆筑法進(jìn)行施工，主墩可采用滑?；蚺滥Ｊ┕ぃ┕すに囕^成熟。該方案橋型簡潔，易于實(shí)現(xiàn)，后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少。但該方案主跨跨徑較方案一大，工程規(guī)模較大，且最大墩高達(dá)117m，較方案一高，工期較方案一長，約需26個月，造價(jià)較方案一高，約1.98億元。本方案采用的主橋主跨180m在經(jīng)濟(jì)跨徑之內(nèi)，左幅采用雙主跨布置方式有效降低了過渡墩及引橋墩高，但該方案規(guī)模較方案一大，工期較方案一長，造價(jià)較方案一高。

3.3 方案三：主跨240m矮塔斜拉橋

方案三主橋選用136+240+136m的矮塔斜拉橋，左右幅跨徑組合均為（5×30）mT梁+（136+240+136）m矮塔斜拉橋+（2×30）mT梁，總橋長732m。主橋采用塔、梁、墩固結(jié)形式，主橋箱梁采用變截面箱梁，橋塔采用V型塔，下部結(jié)構(gòu)采用薄壁空心墩和群樁基礎(chǔ)。主橋采用雙索面斜拉索，全橋共采用4×12對斜拉索。

該方案為矮塔斜拉橋，兼具使用功能及景觀功能，主跨240m的矮塔斜拉橋兼有連續(xù)剛構(gòu)橋與斜拉橋結(jié)構(gòu)及造型優(yōu)點(diǎn)，施工方法及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)近似連續(xù)剛構(gòu)橋，總體外觀造型簡潔、流暢、美觀、大方，該方案所采用橋型設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)較為成熟，主梁可采用懸臂澆筑法進(jìn)行施工，主墩可采用滑?；蚺滥Ｊ┕?，施工工藝較成熟，但索塔、斜拉索施工有一定難度，且該方案工期最長，約需30個月，造價(jià)最高，約3.11億元，特別是在后期養(yǎng)護(hù)方面，斜拉索需要定期做防腐處理，運(yùn)營期存在換索的問題，需要特別重視斜拉索的養(yǎng)護(hù)，該方案工期最長，造價(jià)最高。

綜合工程規(guī)模、工程造價(jià)、施工難易程度等幾方面因素考慮，建議以方案一作為本橋的設(shè)計(jì)方案。

4? 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)

4.1 上部結(jié)構(gòu)

龍樹箐特大橋主橋采用（90+160+90）m連續(xù)剛構(gòu)橋，主橋上部采用變截面單箱單室直腹板現(xiàn)澆箱梁，根部梁高10m，跨中梁高3.5m，懸臂長度4m，跨中底板厚0.32m，根部底板厚1.4m。設(shè)計(jì)時(shí)考慮到施工便利及掛籃承重，將全橋懸臂段劃分為20個節(jié)段，其中1～14號節(jié)段腹板厚度為0.7m，15號節(jié)段為腹板變化段，16～20號節(jié)段腹板厚度為0.5m。主梁梁高、底板厚度均按1.8次拋物線變化，梁高曲線方程為：H=6.5×（X/73）1.8+3.5m;底板厚度曲線方程為：D=0.88×（X/73）1.8+0.32m。

4.2 預(yù)應(yīng)力體系

主橋箱梁縱向預(yù)應(yīng)力筋采用公稱直徑15.2mm的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa，張拉控制應(yīng)力1395MPa，頂板束及腹板下彎束采用φS15-18型鋼絞線，邊跨底板合攏束、邊跨頂板合攏束及中跨頂板合攏束采用φS15-23型鋼絞線，中跨底板合攏束采用φS15-27型鋼絞線，設(shè)計(jì)中考慮到施工過程中如果發(fā)生管道堵塞無法穿束，特意預(yù)留備用管道以便穿束。

4.3 下部結(jié)構(gòu)

主墩采用鋼筋混凝土雙肢薄壁墩，單肢平面尺寸為8.5×3m，雙肢壁面外到外距離12m;主墩主墩承臺厚度為5m，平面尺寸為15.2×11.2m，下設(shè)12根直徑2m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁基按端承樁設(shè)計(jì)。過渡墩采用變截面空心薄壁墩，墩身順橋向頂寬為2.6m，按照80：1的坡度向下變寬，橫橋向?qū)挾葹?.7m，承臺高3.5m，長13.2m，寬8.2m，每個承臺下設(shè)6根直徑2.0m的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

5? 結(jié)語

云南山區(qū)大跨橋梁橋型方案的選擇，應(yīng)根據(jù)地形地貌做到因地制宜，施工便利，盡量做到能滿足快速施工的要求以達(dá)到縮短工期，這樣不僅能降低造價(jià)，也能盡快實(shí)現(xiàn)通車。特別是在云南山區(qū)，工程建設(shè)受地形條件限制較大，連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)理論明確，施工工藝成熟、安全，施工場地占用不大，運(yùn)營期行車舒適、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，在云南山區(qū)100～200m跨徑范圍以內(nèi)，連續(xù)剛構(gòu)橋是一種比較經(jīng)濟(jì)合理的橋型。

參考文獻(xiàn)：

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