京沈高速公路北運(yùn)河大橋V型連續(xù)剛構(gòu)設(shè)計(jì)

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摘要: 本文較詳細(xì)地論述了北運(yùn)河大橋主橋V型連續(xù)剛構(gòu)的總體設(shè)計(jì)及構(gòu)造上的部分特點(diǎn)、各階段的內(nèi)力計(jì)算及分析,簡(jiǎn)要介紹了主橋的施工工藝。
    關(guān)鍵詞: V型 連續(xù)剛構(gòu) 橋梁 設(shè)計(jì)
    一、概述
    北運(yùn)河大橋位于京沈高速公路(北京段)K26+430處,跨越北運(yùn)河。北運(yùn)河發(fā)源于北京東北部軍都山南麓,由東沙河、北沙河、南沙河子昌平縣沙河鎮(zhèn)匯合后始稱溫榆河,直至通州區(qū)北關(guān)閉,北關(guān)問以下稱北運(yùn)河,北運(yùn)河流域面積2478平方千米。北關(guān)間下又有通惠河、涼水河、風(fēng)港城河等匯合南下,于河北省屈家店匯入永定河,再經(jīng)海河流入渤海。北運(yùn)河屬于海河水系,是公元605年隋朝時(shí)期開鑿的京杭大運(yùn)河的源頭,它為當(dāng)時(shí)的南北交通及經(jīng)濟(jì)繁榮做出過巨大的貢獻(xiàn),今天仍是北京東南方向的主要排灌河道。1962年、1973年水利部門對(duì)北運(yùn)河進(jìn)行過整治,1993年又按規(guī)劃河道重筑左堤,兩堤間距擴(kuò)至1345m澳標(biāo)準(zhǔn)為10年一遍開槽,20年一遇筑堤,50年一通校校。根據(jù)規(guī)劃及水利部門的要求,綜合各方面因素,主橋采用三孔V型連續(xù)剛構(gòu),其跨徑為420+780+420m,兩端引橋分別為8mx25m和33mx25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T梁。橋梁斜交角度為75度,橋梁全長(zhǎng) 1189.08m,其中主橋長(zhǎng) 162m,引橋長(zhǎng)1027.08m.
    北運(yùn)河大橋主橋是京沈高速公路上的控制工程,工期限制性較大,施工工藝及方法復(fù)雜,其直接影響施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。為了加快進(jìn)度、提高功率,V型墩及主箱梁施工采用滿堂紅支架方法,分3個(gè)階段現(xiàn)場(chǎng)澆筑形成,預(yù)應(yīng)力鋼束按規(guī)定階段分批進(jìn)行張拉。另一方面,北運(yùn)河主河道在常水位時(shí)水面寬120m,水深5m,經(jīng)與有關(guān)單位反復(fù)商定,最后以填土壓縮河道和臨時(shí)墩相結(jié)合的方法,解決了主河道搭設(shè)模板支架問題,實(shí)踐證明,該施工方法不但保證了河水暢通,同時(shí)又保證了工期和質(zhì)量。臨時(shí)墩為樁基橫向焊接工宇梁,縱向鋪設(shè)貝雷梁構(gòu)成。北運(yùn)河大橋是京沈高速公路上的一座特大橋,主橋橋型選擇及整體布局是成功的,設(shè)計(jì)上采用的雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)、大直徑群樁基礎(chǔ)、合理的施工階段劃分及施工工藝。局部的一些構(gòu)造處理,保證了工期和質(zhì)量,具有可取和獨(dú)到之處。
    二、橋型選擇
    根據(jù)規(guī)劃及水利部門的意見,在滿足水文計(jì)算的情況下,橋孔不小于1100m,主橋不小于200m,在眾多方案的基礎(chǔ)上,對(duì)主橋提出了三個(gè)橋型方案:
    方案1:三孔V型連續(xù)剛構(gòu),跨徑布置為60+100+60m.
    方案2:三孔變截面連續(xù)梁,跨徑布置為60+90+60m.
    方案3:中承式鋼管混凝土拱橋,跨徑布置為40+120 + 40m.
    各方案技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
    方案1:V型連續(xù)劇構(gòu)是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的結(jié)構(gòu)型式,橋型新穎美觀,V撐減小主跨跨徑,斷面尺寸減小,顯得更加輕巧,結(jié)構(gòu)整體性好,施工方便,造價(jià)較低。
    方案2:連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)輕巧,受力合理,需大噸位支座,造價(jià)居中。
    方案3:中承式鋼管混凝土拱橋,橋型美觀,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,對(duì)基礎(chǔ)要求較高,施工難度較大,造價(jià)較高。
    經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合比較并報(bào)主管部門批準(zhǔn),最終采用V型連續(xù)劇構(gòu)方案,經(jīng)進(jìn)一部與有關(guān)部門協(xié)商和優(yōu)化,主孔跨徑減為78m,相應(yīng)邊孔跨徑減為42m.
    三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    北運(yùn)河大橋主橋經(jīng)規(guī)劃、水利、橋梁等方面專家論證,最后選用了結(jié)構(gòu)布局合理、造型優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)可行的V型連續(xù)剛構(gòu)型式。
    l 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)荷載汽車一起20級(jí),掛車-120;
    地震裂度8度;
    洪水頻率1/100;
    設(shè)計(jì)流量Q1%=2262立方米/秒
    設(shè)計(jì)流速 V槽=2.03m/s;V灘=034th/s;
    設(shè)計(jì)水位 Hs=20.23m.