宋曉飛
(容海川城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司晉城分公司,山西 晉城 048000)
橋梁建設(shè)規(guī)模的大小由其所跨越的障礙物(河道及道路) 大小決定,橋梁跨徑布置是橋梁總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,合理的跨徑布置對(duì)控制工程規(guī)模、降低施工難度、提升橋梁景觀效果具有重要意義。
A 河為通航河道,現(xiàn)狀河寬約120m。A 河現(xiàn)狀為五級(jí)航道,規(guī)劃等級(jí)為三級(jí),最高通航水位為8.33m 最低通航水位為3.33m。橋梁主跨通航凈空不小于82m×7.0m(凈寬×凈高)。為盡量減小橋梁規(guī)模,節(jié)省兩岸橋梁用地,在水中設(shè)墩,主跨采用85m,通航凈寬邊線與橋墩邊緣間距0.25m,承臺(tái)埋入河床底以下,兩幅橋橋墩位于同一直線上,橋墩連線與河道水流方向平行。兩幅橋采用相同跨徑布置,跨徑組合為50m+85m+50m。
B 河為等外級(jí)航道,B 河最高通航水位4.33m,最低通航水位2.33m,現(xiàn)狀河道寬約43m,通航凈空不小于12m×2.5m。
A 河為規(guī)劃三級(jí)航道,通航凈寬不小于82m,A 河大橋跨徑組合為50m+85m+50m,分兩幅橋布置,單幅橋?qū)?7.75m,橋面布置機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道。兩幅橋中間預(yù)留華山路主線施工空間。主跨85m 橋梁通??刹捎妙A(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁和鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋。
B 河為等外級(jí)航道,有通航要求。根據(jù)橋梁總體布置,B 河橋跨徑分別為50m、54m 簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu),類似跨徑通常采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁和鋼-混凝土組合箱梁。預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁適用于直線橋或曲線半徑較大的橋梁,一般為現(xiàn)澆施工;鋼-混凝土組合梁既適用于直線橋又適用于小半徑曲線橋,一般采用預(yù)制吊裝施工。B 河橋與河道斜交并位于曲線上,且河道處不宜采用大量支架現(xiàn)澆,采用預(yù)制吊裝施工更為方便合理,故B 河橋采用鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu),組合梁斷面與混凝土箱梁相似,箱室采用鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝,橋面板采用混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑。
1) 上部結(jié)構(gòu),A 河大橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用50m+85m+50m 預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁,共兩幅橋,單幅橋橋?qū)?7.75m,采用單箱雙室截面,為減小主梁施工難度,采用直腹板斷面,箱梁頂板總寬17.55m,底板寬12.15m。箱梁中支點(diǎn)梁高5.0m,高跨比1/17;跨中梁高2.2m,高跨比1/38.6,跨中梁高與支點(diǎn)梁高之比為0.44,梁底按二次拋物線變化。頂?shù)装寰O(shè)置2%單向橫坡。箱梁頂板厚280mm,底板厚280~600mm;腹板厚500~800mm,按線性變化;懸臂板長(zhǎng)度2.7m,懸臂端部板厚220mm,根部厚550mm;箱內(nèi)腹板與頂?shù)装逑嘟惶幏謩e設(shè)倒角。箱梁墩頂設(shè)置橫梁,橫梁兩側(cè)突出腹板形成半圓柱造型,中橫梁及邊墩附近底板設(shè)永久人孔,中跨跨中設(shè)橫隔板。中墩支座橫向間距10.0m,北側(cè)邊墩支座橫向間距5.0m,對(duì)稱于懸澆箱室結(jié)構(gòu)中心線布置。南側(cè)邊墩處橋面行人及非機(jī)動(dòng)車通過(guò)梯坡道落地,橋面寬度變窄,支座橫向間距調(diào)整為7.0m。箱梁0#節(jié)段長(zhǎng)度為10m,對(duì)稱懸臂澆筑部分分為10 個(gè)節(jié)段,節(jié)段長(zhǎng)度3.0~4.0m,合龍段長(zhǎng)2.0m,每幅橋共設(shè)置二個(gè)邊跨合龍段和一個(gè)中跨合龍段。箱梁縱向設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束,按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì);橫梁按A 類預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì);豎向不設(shè)預(yù)應(yīng)力;橋面板按鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)??v向預(yù)應(yīng)力采用φS15.2 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa,錨固體系為群錨體系。
2) 下部結(jié)構(gòu),橋梁下部結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇簡(jiǎn)潔、通透、剛勁、給人以安全感和舒適感的結(jié)構(gòu)型式,并與上部結(jié)構(gòu)及周圍環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一。A 河大橋主墩位于河道內(nèi),采用門架式帶系梁雙柱墩,橋墩單個(gè)立柱截面尺寸為4.9m×2.5m(平行水流方向×垂直水流方向),迎水面設(shè)置成半圓弧,與上部結(jié)構(gòu)橫梁突出的圓弧對(duì)應(yīng),既減小橋墩的阻水效應(yīng),又具有良好的景觀效果。主墩承臺(tái)為矩形實(shí)體承臺(tái),厚度3.5m,承臺(tái)頂面埋入規(guī)劃河床底面以下,每個(gè)承臺(tái)下設(shè)12 根直徑1500mm 鉆孔灌注樁。每個(gè)主墩外側(cè)都設(shè)置一個(gè)混凝土防撞墩,每個(gè)防撞墩下設(shè)5 根直徑800mm 鉆孔灌注樁。
1) 上部結(jié)構(gòu),B 河橋分別采用54m、50m 簡(jiǎn)支鋼-混凝土組合梁,主梁高度為2.65m(鋼梁2.4m+橋面板0.25m)??v向每隔2m 左右依次設(shè)一道空腹式或加勁橫梁。在鋼梁頂板設(shè)剪力釘連接鋼梁與混凝土橋面板。鋼梁采用單箱三室閉合式斷面(不計(jì)兩側(cè)懸臂箱室),鋼梁頂板寬17.55m,頂板厚12mm;底板寬10.4m,底板厚16 ~25mm;腹板高2372mm,厚16~20mm。混凝土橋面板厚250mm。剪力釘采用直徑19mm,高度為200mm 的圓柱頭焊釘。
2) 下部結(jié)構(gòu),B 河橋橋墩采用高架橋常用的帶系梁雙柱花瓶墩,立柱橫向間距可隨橋梁寬度調(diào)整,橋墩適用性強(qiáng)。立柱兩側(cè)圓弧與上部結(jié)構(gòu)箱梁挑臂圓弧對(duì)應(yīng),造型優(yōu)美協(xié)調(diào)。單個(gè)立柱截面尺寸為1.6m×1.8m(橫向×縱向),承臺(tái)為矩形實(shí)體承臺(tái),厚度2.5m,承臺(tái)下設(shè)6 根直徑1200mm 鉆孔灌注樁。
城市立交橋是城市交通中非常重要的一部分,城市立交橋梁的設(shè)計(jì)對(duì)城市立交橋整體建設(shè)的影響也是非常深遠(yuǎn)的。因此,在設(shè)計(jì)階段就要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作加以重視,根據(jù)實(shí)際情況,合理設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu),從而保障城市交通的順利發(fā)展。