软土地基多跨连拱拱桥设计与计算.pdf

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1、第4期(总第160期)2012年8月中国’丛z靠CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．4(SerialNo．160)Aug．2012●IIIII—IIII—■—●■■—■●DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2012．04．011软土地基多跨连拱拱桥设计与计算秦向杰，何初生，季杰(东南大学建筑设计研究院，江苏南京210096)摘要：软土地基上建造上承式连拱拱桥，结构对基础的要求相对较高。介绍了浙江某21孔半圆孔连拱拱桥，针对桥址段软土地基的特点，对拱桥的基础进行了重点设计与计算，提出了设计中需重点关注的内容。其相关设计

2、计算方法可以作为类似工程的借鉴和参考。关键词：连拱拱桥；软土地基；设计；半圆拱中图分类号：1_1448．22文献标志码：A文章编号：1004—4655(2012)04一0032一021工程概述本项目场地地形平坦，地貌单一，沿线上层地基土承载力较低，主要不良地质为淤泥质黏土，埋深15—20m，地基容许承载力60kPa；地基持力于碎石层，埋深35—40m，地基容许承载力为600kPa。全桥采用21孔实腹式钢筋混凝土无铰半圆拱桥，跨径布置f12．9+13．5+14．2+14．9+15．7+16．5+17．1"4-17．7+18．1+18．3+18．4+18．3+1

3、8．1+17．7+17．1+16．5+15．7+14．9+14．2+13．5+12．9)m，桥梁全长336．2m，桥型总体布置见图1。21孔实腹式拱桥，桥梁全长33620112彳’1sfll4彳’4q“117《6507。lf770，1611l{830'72rnTITI裂Ⅻ面锕WW]I,qllCJIllⅫ1师铆l／2止推墩墩顶断面图1桥梁总体布置(cm)桥梁中心线收稿日期：2011—11—30．第一作者简介：秦向杰(1979一)，男，工程师，工学硕士。321．1主要设计指标桥梁所在的道路等级为城市主干道I级；汽车荷载等级：公路一I级，人群荷载为3．5kN／m2

4、；桥梁分两幅，每幅桥宽为23．5m，两幅桥间设10m中央空隙，断面总宽为57m；桥梁需满足桥下主孔游船通行及靠终点侧4、5孔下穿匝道4m通行净空的要求；全桥设R=4000m竖曲线，桥面两侧纵坡为2．48％，横坡单向为1．5％；地震动峰值加速度为0．osg¨-2]。1．2设计构思桥梁位于漾区，且对景观要求较高，考虑与当地自然环境的协调，最终选择本桥型方案；全桥为一联2l孔半圆拱桥，连拱孔数多，连拱效应明显[3J，结构上部荷载对基础不平衡推力影响大，尤其是桥台基础；经过多次方案优化及结构计算，全桥下部桥墩纵桥向设置双排桩基础，桥台设置3排桩基础；每4孔设置1个止

5、推墩，采用增大桩径的方式实现。2构造设计2．1上部设计上部拱圈宽23．3m；拱圈净跨径从桥台往跨中依次为11．3m、11．9m、12．6m、13．3m、13．9m、14．7m、15．3m、15．9m、16．1m、16．3m、16．4rn；拱圈厚度第1—4孔、18—21孔为0．4m，第5—8孔、14—17孔为0．5m，第9—13孔为0．6m；拱圈钢筋除通长配筋外，在跨中底缘、拱脚上下缘均根据计算需要对钢筋进行了加密。拱圈拱脚设C15素混凝土护拱；侧墙顶宽为40cm，外壁与主拱圈平齐，内壁为1：0．2斜坡。拱上填料采用不等厚固化粉煤灰。中圄彳放z靠秦向杰，何初生

6、，季杰：软土地基多跨连拱拱桥设计与计算2012年第4期2．2下部设计桥台承受水平推力和弯矩均为最大。设计采用组合式桥台，承台接墙身、拱座，承台厚为2．0m，直接支承于桩基，桩基直径为120cm。半幅桥1个桥台设置18根钻孔灌注桩，桩中心距横向为4．5In，纵向为3．1m；非止推墩设1．5m厚承台，下设双排12根直径为1．0m的钻孔灌注桩；止推墩设1．5m厚承台，下设双排12根直径为1．2in的钻孔灌注桩，桩基均按摩擦桩设计。3结构计算3．1计算模型采用MIDAS结构分析软件，考虑12m桩长桩底固结作为边界约束条件，活载直接在拱圈加载，计算模型见图2．图2全桥

7、MIDAS计算模型3．2下部结构计算提取桥墩和桥台桩顶水平力、竖向力和弯矩，其标准值组合值见表1。从表1中可以看出，桩顶反力在桥台位置达到最大值，其次是4号、8号止推墩，因此桥台及止推墩基础的截面尺寸及配筋在设计时均需加强。表1承台底面内力汇总(标准值组合)参数0号台1号墩2号墩3号墩4号墩5号墩6号墩7号墩8号墩9号墩10号墩水平力／kN3Ooo6506206501000560620600920450400竖向力／kN448002550026900285003l700335003510036600395004050041000弯矩／kN·m23100298

8、02680258037502650278029003