拱形连续刚构桥设计与施工

城市道桥与防洪2019年12月第12期

DOI: 10.16799/j .cnki.csdqyfh.2019.12.035

拱形连续刚构桥设计与施工

范佐银

(上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市2_2)

摘要：西宁市海湖新区海晏路火烧沟桥是一座集交通、景观、观光功能于一体的车行拱形连续刚构桥.其主梁采用变截 面的拱形预应力混凝土箱梁，桥墩为V形墩，造形独特优美。简要介绍该桥的设计与施工情况，为同类桥梁工程设计时提 供参考。

关键词：拱形连续刚构桥；预应力；V形墩；结构总体设计；施工方法中图分类号：U448.29

文献标志码：B

文章编号：1009-7716(2019)12-0128-03

0引言

(5)地震基本烈度：地震基本烈度为W度，地震 动峰值加速度系数0.10g。

西宁市是中国夏都旅游城市，近年来，随着城

1.2地质概况

市的发展，需在海湖新区火烧沟上架设多座桥梁， 拟建场地位于西宁盆地中部，西宁盆地是在前 以满足整个新区的总体路网规划和景观要求，海 元古界基底上发育的中一新生代陆相断陷盆地，受 晏路跨火烧沟桥梁是其中一座。该桥东接西宁市 北部大板山南坡及南部拉鸡山北缘大断裂控制，盆 旧城区，西接新城区，上跨火烧沟景观带，北临湟 地内沉积了巨厚的中一新生代陆相碎屑岩，地层产 水河景观带，要求建设成为一座融生态型、观光型 状平缓，褶皱开阔，地表断裂迹象极少，存在的仅 和艺术性为一体的景观交通桥梁。本着适明、经 为基底小断裂。在勘探的控制深度内地层由第四系 济、安全和美观的原则，在设计时经过认真方案比 松散堆积物及第三系泥岩组成，自上而下依次为杂 选，确定了带有变化的拱形连续刚构桥结构，满足 填土（(?/)、黄土状土（沢）、卵

石泥岩

了功能与景观的要求，该桥将会成为海湖新区旅 (Nj〇游、观光的景点之一。本文简要介绍了该桥梁设计 与施工的情况。

2结构总体设计

1工程概况

2.1上部结构

上部结构采用预应力混凝土连续箱梁，主梁断 海晏路桥位于西宁市海湖新区，横跨火烧沟 面采用变截面单箱多室结构，在结构高度较小的情 条，它东与文亭路相交，西与文博路相接，是该新 况下获得较大的结构刚度。截面高度按圆曲线方程

区路网连接的重要工程。桥梁所跨的火烧沟为景

变化，跨中设4 m长等高度梁段。主梁V形墩顶梁 观带，为了结合景观效果，经过多方案比较分析， 高170 cm,跨中梁高120 cm。顶板宽15 m,底板宽 决定采用主跨21 m+30 m+21 m拱形连续刚构桥 10.6 m，悬臂2_2 m。箱梁顶板厚20 mn，底板厚20 cm, 方案，桥梁全长78.16 m，桥宽30 m，分左右幅设 腹板宽40 cm。在梁端处顶、底板厚度均由20 cm 计,桥型布置如图1所示。渐变为40 cm,腹板由40 cm渐变到80 cm。全桥共 1.1主要技术标准

设4道丨00 cm厚横隔梁，以便上、下部结构传力。 (1) 道路等级:城市次干道；

边跨长21m，中跨30 m，边中跨比为0.7。边跨较

(2) 设计荷载:城-A级;人群3.5 kN/m2;大主要是考虑利用长边跨来平衡桩顶水平力，同时 (3)

桥面布置:6.0 m(人行道)+9.0 m(行车道)+

减少中跨跨中正弯矩，横断面布置图如图2所示。 9.0 m(行车道)+6.0 m(人行道)=30.0 m;

2.2下部结构 (4) 温度：整体升降温±351;

2.2.1桥墩设计

收稿日期：2019-09-12海晏桥桥墩为V形墩，两侧V撑采用变截面 作者简介：范佐银（19T7-)，男，大学本科，高级工程师，长期 从事桥涵结构设计工作。

矩形板，变化曲线采用圆弧线，板厚为〇.6~0.8 m，

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城市道桥与防洪

管理施工129

板宽为10.6 m。V形墩两侧V撑均与梁体和承台 固结，采用C50钢筋混凝土结构。承台为12 m x 1.8 m x 1.5 m矩形断面，基础为钻孔灌注桩，桩径1.2 m〇

2_2.2桥台设计

该桥桥台柱式耳台，两岸桥台高度分别为4.5 m 和3.5 m，台帽高1.2 m。桥台两侧护坡与火烧沟景 观顺接，基础为钻孔灌注桩，桩径1.2 m。2_2_3其他

桥面铺装为等厚8 cm现浇混凝土 +9 cm沥青 混凝土铺装，伸缩缝为D-80型伸缩缝。

3结构计算分析

海晏路桥采用高次超静定的刚梁柔墩的墩梁 固接体系，区别于普通连续刚构桥所采用的薄壁 墩或柱式墩去适应不同工况下的内力变化的普通 做法。采用柔性基础以适应预应力次内力和温度 变化对梁体内力影响，使得主梁受力趋向连续梁 受力性质。通过调整边、中跨的比例来平衡桩顶位 移和水平力。

3.1结构内力分析计算

该结构为墩梁固接的刚构体系，从体系形成 到结构受力按3个施工阶段和使用阶段划分，施 工阶段分别为桥墩、边跨及中跨箱梁（未包含中跨 2 m合拢段)浇筑阶段、张拉主梁预应力阶段(含支 架支撑）、主梁2 m合拢段浇筑阶段并张拉合拢预

应力阶段、主梁和桥墩支架拆除进行体系转化的 阶段。使用阶段考虑了恒载、预应力、汽车荷载、整 体温升35丈、整体温降351、温度梯度效应、混凝 土收缩与徐变和基础变位。计算纵横向内力采用 平面杆系假定，利用北京迈达斯技术有限公司MI­DAS 2006 程序进行内力分析计算。 根据各阶段工 况组合内力和应力的情况，调整断面尺寸和预应 力钢束，将各阶段受力和应力控制在安全范围内。 使用阶段主要应力值如图3~图6所示。

图3主梁上缘拉应力（单位：MPa)

图4主梁下缘拉应力（单位：MPa)

图6主梁下缘压应力（单位：MPa>

3.2预应力钢束布置

按计算结果，主梁按预应力A类构件设计，V 形墩按普通钢筋混凝土构件设计。在主梁布置预 应力钢束，钢束采用单根直径V15.2 mm，钢绞线面 积4=139 mm2,标准抗拉强度/>*=1 860 MPa,张拉控

130管理施工城市道桥与防洪

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制应力采用0.75/j*，弹性模量£^1.95 x 105 MPa。该桥已竣工验收,2010年10月份正式通车运 为了减小预应力次内力的影响，主梁纵向预 营，成桥运营照片如图8所示。

应力钢束布置方式为：边跨、V形墩顶、中跨底板 布设短的正弯矩束，单端张拉，锚于横隔梁内；腹 板束为分段布置，两端张拉，钢束布置如图7所

0

7200/2

图8成桥运营照片

5

结语

4

施工方法

现代桥梁建设不仅要满足通行的功能要求，

作为高次超静定体系，如何有效减小次内力

造型的美观亦是各方追求的目标，尤其是在景观 是整个施工顺序设计的重点。主体结构均采用满 新区，优美的环境需要人们驻足欣赏。本桥设置拱 堂支架现浇施工，施工顺序为：（1)钻孔灌注桩及 形梁，线形流畅，线条简洁，造型犹如大雁展翅预 承台施工;（2)浇筑V形墩两侧V撑至主梁连接处;飞，实现了功能与景观的完美结合。在桥施工中， (3)浇筑边跨、V墩顶及跨中箱梁，其中预留1 m的 较多考虑用定型模板，保证整体外观造新，确保了 V墩顶后浇段和2 m的中跨跨中合龙段；（4)浇筑 施工质量。文中介绍的拱形连续刚构桥是中小跨 V形墩1 m后浇段；（5)张拉腹板钢束、边跨底板 径景观桥梁的较好选择，可为同类桥梁设计提供 束、V墩顶底板束;（6)浇筑中跨跨中合拢段;（7)张 参考。

拉合拢钢束；（8)浇筑左右两幅桥的50 cm后浇 带，使其桥面形成整体;（9)施工桥面系及附属。施 参考文献：

工过程中将V墩顶设置lm后浇带、及张拉完钢 [1] 刘效尧，赵立成.公路桥涵设计手册一梁桥（下>[M】.北京：人民

交通出版社，2000.

束后浇筑合拢段的原因在于:将以上阶段分离出来 [2] 裘伯永，盛兴旺，乔建东，等.桥梁工程丨Ml.北京：中国铁道出版

后，可以有效的减少收缩、徐变和预应力引起的次 社,2001.

内力，使结构受力更合理，能有效的利用预应力。

[3] 范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京：人民交通出版社，1988.

(上接第127页）

功与插槽式构造的创新设计,S7地面小桥只需经 参考文献：

过打桩，填芯，吊装桥台（盖梁），接头灌浆即可具

11]王晓佳.上海地区空心板梁典型病害与对策研究[J].中国市政工

备架梁条件，且对接难度很小，容错率高。

程，2014(4):95-98.

[2] 黄巍峰.新型刚接空心板桥梁应用与技术指标分析m.城市道桥

采用全预制拼装技术建造地面中小桥，可大 与防洪，2016(5):227-229.

幅缩短施工时间，现场仅需少量吊装作业人员，在 [3] 姜海西，卫张震.承插式预制拼装桥墩抗震性能研究综述丨J].城

全部构件预制到位的情况下，可五天之内完工一座 市道桥与防洪,20丨7(12):56-59.

传统意义上的小三跨桥梁(长约50 m,宽约30 m), [4] 张菊辉.黄帅，管仲国.预制小箱梁纵向U筋交错搭接接缝静

对地面中小桥新建，尤其是改建工程具有很高的 载试验[几中国公路学报，2018:115-123.

[5] 蒋玉明.城市高架桥曲线防撞墙与箱梁整体预制工艺[J】.建筑施

参考价值。

I,2018(5):768-769.

labor and obviously reduce the influence on the surrounding traffic and environment. S7 highway is a new project as the assembly-type pilot project of Shanghai. On the basis of assembly-type design and construction used for the elevated bridges in the main line, the full prefabricated assembly technology is also used for the small and middle ground bridges. The substructures of pile foundation, abutment, bent cap and retaining wall are all the prefabricated components. The superstructures are the new rigid-connected plate girders. The anti-collision wall of side girder and the girder are prefabricated separately. The active exploration is made for the study and application of assembly-type technology for the similar bridge structures.

Keywords： small-span and middle-span bridges, prefabrication and assembly, slot-type construction, rigid-connected hollow plate

Design and Construction of Arched Continuous Rigid-frame Bridge ............................................. Fan Zuoyin ( 128 )

Abstract： Huoshaogou Bridge in Haishu Road of Haihu New District in Xining City is a vehicular arched continuous rigid-frame bridge integrating the traffic, landscape and sightseeing functions. Its main girder is a variable-section arched pre—stressed concrete box girder. Its pier is a V-shaped pier with the unique and beautiful shape. This paper briefly introduces the design and construction of this bridge, which can be referred for the design of the similar bridge projects.

Keywords： arched continuous rigid-frame bridge, pre-stressed, V-shaped pier, overall design of structure, construction method

Checking Computation of Construction Safety of Steel Sand Cylinder Bracket of Reinforced Concrete Bent Cap ofViaduct ............................................................................................................................................... Wang Qing ( 131 )

Abstract： Taking an interchange in an expressway of a county as an example, this paper checks and calculates the construction safety of steel san cylinder bracket of reinforced concrete bent cap of viaduct including the square timber, I-steel, bearing capacity of foundation, side form and bottom die of bent cap, and stability of stand column, which can make the strength, rigidity and stability of steel sand cylinder bracket conform to the specifications and ensure the construction of bent cap safe. The result shows that the steel sand cylinder bracket of reinforced concrete bent cap of this viaduct meets the safety requirements.

Keywords： viaduct, steel sand cylinder bracket of bent cap, checking computation of construction

Discussion and Analysis on Construction Management of Flood-control Project in Youyang County .................................................................................................................................................Wu Zhenshu, Hu Xueqiang ( 134 )

Abstract： Youyang County is located in Wuling Mountainous Area in the southeast of Chongqing, and is a typical karst region of China. After the construction of flood-control projects for many years, the flood is effectively controlled and the benefits of flood control are increasingly prominent. Combined with the long-term construction management practical experience of flood control project, this paper analyzes and discusses the coordinated management of all parties in the pre-project work and construction stage of the project, and the management essentials and specific methods of the late completion settlement in order to