独贵塔拉奎素黄河大桥设计
独贵塔拉奎素黄河大桥设计
摘要 独贵塔拉奎素黄河大桥主桥为(60+7×100+60)m七跨预应力混凝土连续梁桥。本桥联长跨多,因而设计难度较大。本文介绍了主桥结构的尺寸拟定过程和及其需要考虑的因素,旨在有效避免该类结构的常见病害,体现主桥全寿命动态设计理念,针对施工过程中的关键工艺做简要介绍,在结论中给出了类似桥的设计经验和建议,为今后修建同类桥梁提供有益参考。
关键词 连续梁桥;多跨;长联
1概述
独贵塔拉奎素黄河大桥位于内蒙古西部,既是省道S215线的重要组成部分,也是连接国道110和国道109的重要通道,项目南起鄂尔多斯杭锦旗奎素,与S215相接,在三湖河口水文站下游约2.25km处跨越黄河,止于巴彦淖尔乌拉特前旗乌拉山镇,接国道G110,是包头黄河大桥和磴口黄河大桥区间长达400km内,在黄河上修建的又一座永久性特大型桥梁,对于进一步完善区域交通网有积极意义。
独贵塔拉奎素黄河大桥现桥址处主河槽宽700m左右,主桥采用7跨100m连续箱梁,边孔配跨采用59.7m,见图1。
2主桥上部结构
本桥地处黄河大堤之内,根据黄河河槽的游荡特性,前期针对该地形对连续梁桥、钢管拱桥等适用桥型进行了同等深度比选,综合考虑结构安全性、工程造价、施工方便性等因素,主桥上部结构选定为(59.7+7×100 +59.7)m七跨预应力混凝土连续梁桥。本桥箱梁高度由根部的6.0m渐变至跨中的2.5m,渐变曲线采用1.6次抛物线。箱梁腹板厚在6号块段由70cm渐变至50cm,采用直线渐变方式。在一侧的边跨现浇段箱梁底板上设置检修预留孔,直径80cm。箱梁顶宽12.0m,底宽6.5m,悬臂长度2.75m,悬臂板端部厚18cm,根部厚60cm。箱梁顶设有2%的横坡,箱梁浇筑分段长度采用:14.0m(0号块)+4×3.5m+7×4.0m,合拢段长2.0m,边跨现浇段长8.7m。
主桥主梁按全预应力混凝土设计,采用纵、横、竖三向预应力体系[1],见图2,在布设梁体纵向预应力体系时,综合控制梁体应力的均衡性和应力幅值,使梁体在悬臂施工阶段和运营阶段结构变形较小,应力变化较小,结构应力水平较低的优良状态。箱梁同时设置了备用预应力体系,施工时,根据监控数据和实际张拉情况,实时调整钢束张拉控制应力[2],在发生堵管或一般钢束满足不了设计要求等特殊情况时,可经过计算修改,启用备用束,使梁体应力状况尽可能与设计值相符合。
3主桥下部结构
本桥3号~10号主桥桥墩采用等截面实心墩。墩高8~15m,墩身尺寸为3×6.5m,由于墩顶设置摩擦摆隔震支座,墩顶设置4.6×6.5的扩大头。主墩承台厚3.5m,基础采用1.8m直径钻孔灌注桩,基桩按纵、横向各三排布置,每墩布置9根桩。过渡墩采用等截面矩形空心薄壁墩,墩高分别为10m、15m,墩身尺寸为3×6.5m。承台厚3m,基础采用1.8m直径钻孔灌注桩,基桩按纵、横向各三排布置,每墩布置6根桩。
4 合拢方案
由于本桥联长较长,体系转换复杂,因此合理的设计合拢方案是本桥关键技