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2012-02-28 09:37 PM |
沱江特大桥
八、沱江特大桥主桥设计要点
1、上部结构
主桥上部结构采用(48+2×80+48)m预应力砼刚构-连续组合体系，纵向梁段划分为6.9m(边跨现浇段)+2.0m(边跨合拢段)+(7×3.5m+4×3.0m)(11个悬浇段)+ 5.0m(0#梁段) +(4×3.0m+7×3.5m)(11个悬浇段)+2.0m(中跨合拢段)+(7×3.5m+4×3.0m)(11个悬浇段)+5.0m(0#梁段) +(4×3.0m+7×3.5m)(11个悬浇段)+2.0m(中跨合拢段)+(7×3.5m+4×3.0m)(11个悬浇段) +5.0m(0#梁段) +(4×3.0m+7×3.5m)(11个悬浇段)+ 2.0m(边跨合拢段)+ 6.9m(边跨现浇段)。箱梁采用挂篮悬臂现浇施工，其中0#、1#块采用托架现浇施工，合拢段采用合拢吊架现浇施工，边跨现浇段采用临时墩+支架现浇施工。
主梁采用C55混凝土，半幅桥宽18m，采用单箱双室断面，箱宽11.0m，两侧悬臂翼缘板宽3.5m。
主梁根部梁高H根＝4.8m，跨中及边跨端部梁高H中＝2.4m，梁高变化采用2次抛物线，H根/L＝1/16.667，H中/L＝1/33.33。
主梁腹板厚度0#块采用70cm，1#至3#梁段采用65cm，4#梁段为过渡段，5#、6#采用55cm, 7#梁段为过渡段，8#至13#采用45cm。
主梁底板厚度变化采用2次抛物线，由根部厚70cm渐变到跨中30cm，0#块底板厚80cm。
主梁顶板厚度除0#块为50cm外其余均采用28cm。顶板2%横坡由腹板变化高度形成，底板保持水平。
主梁按全预应力构件设计，采用纵向、横向和竖向三向预应力体系。
纵向顶板束、腹板束均采用15或12或9束Фs15.2高强低松弛钢绞线，边跨底板束采用12股Фs15.2高强低松弛钢绞线，中跨底板束采用17股Фs15.2高强低松弛钢绞线。钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860Mpa，除边跨顶板合拢束和底板束采用单端张拉外，其余均采用两端张拉。预应力管道均采用内径为Ф80mm或Ф90mm塑料波纹管，真空压浆工艺灌浆。
顶板横向预应力钢束采用2股Фs15.2高强低松弛钢绞线，间距50cm，钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860Mpa，均采用交错单端张拉。预应力管道采用配套扁形塑料波纹管50×19mm，真空压浆工艺灌浆。
竖向预应力采用3股Фs15.2高强低松弛钢绞线，布置于腹板内，钢筋抗拉强度标准值fpk＝1860Mpa。预应力管道采用内径Ф50mm塑料波纹管，采用二次张拉工艺在顶板上进行单端张拉，真空压浆工艺灌浆。
主梁中支点横隔板预应力钢束采用12股Фs15.2高强低松弛钢绞线，钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860Mpa，两端张拉。预应力管道采用配套塑料波纹管，真空压浆工艺灌浆。
2、下部结构
主墩均采用单肢薄壁空心墩，单箱双室截面，墩身顺桥向2.2m，横桥向与主梁底同宽为11.0m。左右幅桥承台两端带圆弧倒角，顺桥向宽7.0m，横桥向长13.8m，厚3.5m，底面设0.5m厚的承台封底。基础采用群桩，半幅桥基础由6根Ф180cm钻孔灌注桩组成，按嵌岩桩设计，桩底嵌入中风化硬质岩(单桩饱和抗压强度≥15MPa)不小于5.0m。
过渡墩采用Ф180cm双柱式墩，横桥向间距6.7m。左右幅桥承台顺桥向宽6.4m，横桥向长9.8m，厚2.5m，底面设0.5m厚的承台封底。半幅桥基础由4根Ф160cm钻孔灌注桩组成，按嵌岩桩设计，桩底嵌入中风化岩层(单桩饱和抗压强度≥15MPa)不小于5.0m。
3、防撞设计
沱江特大桥位于已建养马河水电站的库内，桥区河段为弯曲河段，桥址处水面宽约300m，下距养马河电站坝址约6.7km。根据四川省人民政府《关于我省Ⅴ-Ⅵ级地方航道技术等级的批复》（川府函【1999】28号）和人民政府批准的《四川省内河航运发展规划（2001-2050）》（川府函【2001】267号）的规划，待沱江全江渠化后，桥区河段通航等级可达到Ⅴ级航道标准。又川交航函港【2009】141号复函文件的意见同意对沱江特大桥通航净空尺度和技术要求按《内河通航标准》（GB 50139-2004）中的Ⅴ-（2）的要求进行，故本次设计时对该通航孔采用300吨级船舶撞击力进行防撞能力分析。计算采用《公路桥涵设计通用规范》、《铁路桥涵设计基本规范》及沃辛公式进行了对比计算，结果表明结构整体上能承受该设计吨位撞击力。为了后期能减少、缓冲船舶对桥墩的碰撞损坏，在承台及墩底部位设置了防撞护舷，同时应在桥位处设置桥涵标、桥柱标灯和助航标志等辅助设施，引导船只通航，降低事故发生的概率。
1、公路等级：高速公路(双向六车道) 。
2、设计荷载：公路-I级。
3、结构设计基准期：100年。
4、设计洪水频率：特大桥1/300，涵洞1/100。
5、桥梁宽度：无人行道段桥面宽度为2×16.25m，有人行道段桥面宽度为2×18m。
6、桥面铺装：主桥部分采用10cm厚沥青砼铺装；引桥连续T梁及小箱梁部分采用10cm厚沥青砼+8cm混凝土整体化层。
7、沱江特大桥通航标准：
根据川交航函港【2009】141号文件复函的精神采用标准如下：
通航净宽：2×64m
最高通航水位：404.44m
8、地震动峰值加速度：0.05g。
9、涵洞与路基同宽。
四、施工图设计对初步设计审查意见执行情况
根据初步设计评审意见，先行标施工图设计阶段做了进一步的调整与优化。主要如下：
1、根据初设审查意见“建议研究取消重庆岸30m跨的可能性”， 因设置的重庆岸30m跨为设计洪水行洪断面的一部分，直接取消该跨对行洪造成一定影响。如继续保留该孔又存在运梁成本高的问题。为了方便施工、节省造价，同时又满足行洪要求，本阶段将重庆岸30m跨简支T梁调整为20m跨简支小箱梁，小箱梁可以与附近的苟家庵中桥共用预制场。
2、根据初设审查意见，在主桥主跨合龙段增设了横隔板。
3、根据跨径调整后桥台地面情况，将31#台改为U型桥台，配扩大基础。
4、根据初设审查意见优化了人行步梯设计，并在重庆岸步梯入口增设了洪水期间禁行的警示牌。
5、补充人行道与行车道间隔离设施工程量。
6、结合详勘地质成果，经过对下部结构受力的进一步计算分析，对初步设计阶段下部的桩长进行了适当的调整。
7、根据业主与四川省交通厅协商后意见，调整了桥面净宽。
五、桥型方案变化情况
1、工可阶段：
原工可编制单位提出了主桥采用（61+1×110+61）m预应力砼连续箱梁和（55.5＋1×95+55. 5） m预应力砼连续箱梁两方案、以及（46+2×80+46） m预应力砼连续刚构方案。
2、工可修编时桥型方案选择为：
方案一：44×30预应力混凝土装配式连续T梁+（85+150+85）预应力混凝土连续箱梁
方案二：47×30m预应力混凝土装配式连续T梁+150下承式钢管混凝土系杆拱+3×30m预应力混凝土装配式连续T梁。
3、初步设计阶段：
基于水文计算分析及初测桥位处的主河槽断面结果，双孔双向通航和单孔双向通航提出了主跨为80m和150m两种桥跨。
推荐方案：双孔双向通航、48+2×80+48m的单箱双室刚构-连续组合体系；
比较方案一：双孔双向通航、48+2×80+48m的单箱单室刚构-连续组合体系；
比较方案二：双孔双向通航、48+2×80+48m的矮塔斜拉。
比较方案三：单孔双向通航150m跨连续梁桥。梁高增高约4m，导致纵面较高，引桥增长200m，主桥长度及单价也比2×80m方案高，经济性相差较多，作为比较方案三，仅供参考。
引桥推荐方案桥跨组合为：小桩号侧引桥：26x30，桥长780m；大桩号侧引桥1x30，桥长30m；上部预制结构为30m先简支后结构连续预应力砼T梁，下部为双柱式墩配桩基础。
引桥比较方案桥跨组合为：小桩号侧引桥：31x25，桥长775m；大桩号侧引桥1x25，桥长25m；上部预制结构为25m先简支后结构连续预应力砼T梁，下部为双柱式墩配桩基础。
初设阶段对推荐方案桥位分别做了通航论证，安全论证、行洪论证，并从结构受力性能、造价等充分比较，推荐方案具有结构受力性能好，造价经济等优点。因此施工图阶段采用了初步设计推荐方案。（通航论证，安全论证、行洪论证批文见附件）
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