预应力混凝土连续弯箱梁桥设计

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1、预应力混凝土连续弯箱梁桥设计摘要：老龙沟二号桥为山西运（城）-三（门峡）高速公路上的一座跨深谷桥梁，为预应力混凝土单箱单室等截面连续弯箱梁。文中以该桥施工图设计为根据，对其设计特点及施工顺序进行了简单介绍。关键词：预应力混凝土弯箱梁斜腹板设计一、概述运平至三门峡高速公路是国道主干线209（二连浩特至河口）公路山西境内的一部分，是山西省"大"字型公路主骨架的重要组成部分，是晋煤外运主要通道之一。老龙沟二号桥位于209国道运城至平陆段内的山岭重丘区，跨越老龙沟，为双幅分离式高速公路大桥，桥梁全宽20.5m。两幅桥之间的分离带

2、为50cm。设计行车速度为60km／h。桥梁中心桩号为K17+930，起点中心桩号为K17+825，终点桩号为K18+035。该桥位于平曲线为圆曲线内，路线中心线半径为25lm，左幅桥中心线半径为256.25m，右幅桥中心线半径为245.75m。桥梁纵断面部分位于半径为R＝13000m的竖曲线内。竖曲线两边纵坡分别为3．8％和3％，竖曲线半径为R＝13000m，T＝117m，E=0．526m。横桥向设有5％的超高。桥梁结构体系为单箱单室等截面预应力混凝土连续弯梁桥。二、技术及工程用材（表1）设计荷载：汽车-超20级挂车-

3、120。地震基本烈度：Ⅶ度。温度：极端最高温度43℃，最低温度-13.2℃，常年平均温度14．6℃。支座沉降：0．015m。三、桥址区自然概况1．地形、地貌老龙沟二号桥位于山岭重丘区，跨越老龙沟，沟谷呈"V"字型，地形起伏很大，山岭陡峭，沟谷幽深，属中条山脉西南段的低山重丘区，地层上部为坡积物，下伏为太古界二长花岗片麻岩，高差达80m。2．气象桥址区属温带大陆性季风气候，一年四季分明，夏季干热多雨，冬季寒冷干燥，春秋季风较温和。年平均气温14．6℃，最冷一月平均气温-1℃，极端最低气温-13．2℃，最热平均气温27.6℃

4、，极端最高气温43℃。最大冻深33cm，最大积雪厚14cm，平均风速3.5m/s，最大风速18m/s，主导风向为东风。3．水文桥梁跨越老龙沟为V字型沟，两边基岩裸露，灌木荆棘丛生，沟壁陡峭，沟底平常只有一股细流流淌，水量受季节控制，雨季洪水时，流量增大，最深水位达1～1.5m，枯水期流量减少，水位只有1.5～0.8m左右。洪水主要由两边区域的山坡降雨汇流而成。4．工程地质桥址区分布的主要是太古界涑水群的变粒岩和后期燕山期泥合花岗岩以及由于热液变质作用形成的花岗片麻岩。其中夹有多层片麻岩。该区处于构造发育区，且中条山前大断

5、裂至今仍在活动。使得岩石风化变质严重、节理、裂隙发育，岩石破碎。四、主要材料1．混凝土上部结构主桥箱梁采用50号混凝土；防撞护栏采用30号混凝土。下部结构桥墩采用40号混凝土；基础采用25号混凝土；桥头搭板、桥台耳墙、背墙均采用25号混凝土。2.钢材钢筋：直径≥12mm者，均采用Ⅱ级（20MnSi）热扎螺纹钢筋；直径＜12mm者，采用Ⅰ级（A3）光圆钢筋。钢板：应符合GB700-65规定的A3钢材。3．其他锚具及管道成孔：主桥箱梁锚具采用OVM15-12型，OVM15-12型连接器及其配套的相关配件，管道成孔采用内径为9

6、0mm的钢波纹管。支座均采用KPZ系列抗震型盆式橡胶支座。伸缩缝采用J-75D80B型伸缩装置。桥面铺装采用沥青混凝土桥面铺装。五、设计要点由于老龙沟二号桥位于高山峻岭之中，受地形条件限制因素较多，在不得已的情况下，桥梁位于平曲线内，且半径较小，预制结构很难适应小半径线形的变化，因此该桥系用现浇施工方案，以保证线形的顺畅。该桥的设计有如下几个特点：其一是预应力混凝土弯箱梁在设计难度较大的情况下，设置了斜腹板，导致了预应力钢束空间线形布设的难度更加繁复化。其二是该桥的桥面超高达5％，导致了内外腹板高差较大，增加了箱梁自身的

7、扭矩。其三是该桥纵断面位于3％的纵坡内，使桥梁的构造处理进一步复杂化。其四是该桥跨越深谷，桥墩高度达66m，为了保证桥墩形状线条简洁，其外形尺寸保守一致，内侧腹板由上向下逐渐加厚。对以上诸条不利因素，在本次施工图设计中都得到了很好的解决。1．上部构造上部构造采用梁高为2m（以箱中心为准）的等截面斜腹板单箱单室预应力混凝土连续梁。桥梁横坡由两腹板调节而成。内侧（圆心侧）腹板高度为147.5cm，外侧腹板高度为172.5cm。单幅桥箱梁顶板宽度为10m，底板宽度为4.0m。悬臂板长度为2.5m。箱梁在跨中断面其顶、底板厚度分

8、别为25cm和20cm。腹板宽度为40cm。lm过渡段之后，其腹加厚至60cm，余均不变。再过渡到底板厚50cm。边跨梁端顶、底板厚度分别为50cm及80cm。为了便于施工，在悬臂板与腹板的交接处设R＝10cm的圆弧，以利于脱模。为增加桥梁的美观性，箱梁断面采用斜腹的形式。为了满足锚具布置的需要，箱梁内侧在端部附近加