包头黄河大桥顶推设计简介_secret

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1、包头黄河公路大桥顶推设计简介一、桥址概况本桥于包头东河区西南10公里的黄河上。该河段属平原区游荡型河流。具有河弯多、河床宽而而浅、比降平缓及河床摆动大的特点。有的河段经过多年淤淘，最后自然裁弯取直。桥位处北岸淘，主河槽有往北移的趋势。南岸淤，河滩宽而浅。黄河水位及流量，一年内出现两次高峰。据记载27年内历史最大流量5,963m/s。一年内有两次凌期，3月下旬开冻后及11月封冻前。前者流冰严重，最大流冰体积可达450×200×1.5m3，流速1.27m/s，常在急弯浅滩处形成冰坝，拥冰堵塞，造成凌害。为减少凌害，每年都需组织力量炸凌、

2、防凌，迫使强行解冻。造成凌情严重的原因主要是此段黄河流向由南向北，上下游纬度差达5度之多。本河段水流含沙量大，年平均3.87～8.85kg/m3，日最大含沙量可达62kg/m3。包头属大陆性气候。年平均相对湿度52%。年平均降雨量322mm。风沙大，年平均最大风带1.8m/s，主要风向NE。年平均最高气温35.7℃，最低气温-26.9℃。土壤冻结深度1～1.75m。10月下旬开始冰冻，次年5月中旬全部解冻。本区地震烈度为6-7度。由地质钻孔可知，表层30～40深为第四纪黄河冲积层，离地面40～100m为第三纪湖相沉积层。经化验，地基

3、土为硫酸盐盐渍化土。除昭君坟河段有几百m长的片麻岩露头外，河底300m内无岩层。二、桥位与桥型设计(一)桥位比较及桥孔设计桥位勘察时对三个桥位进行了比较。其中昭君坟、镫口桥位因位置不适，接线长，线形差，拆房和占地多等缺点被否定。最后确定画匠营子桥位。该桥位有位置适宜，接线短，河床顺直，两岸地势较高，洪水可归槽等优点，缺点是河床地质较差，河底300m以内没有岩层。设计流量按多年洪峰流量资料延长序列：Q1%=6,300m3/s，Q0.33%=7,010m3/s。桥高由通航水位和最高流冰水位控制设计。按1/300或1/100或然率所计桥高

4、，桥孔尺寸基本相同，但前者计算基础埋深稍大。设计流量为7,010m3/s。因桥位处地质差，不宜过分压缩，冲刷系数采用1.2。桥下所需过水面积2,500m2。按流冰宣泄及五级通航要求，参照上下游河段已建成的桥梁，桥孔不宜小于60m，包头防汛指挥部要求70孔径。本桥一般冲刷采用64-1式计算，h=15.2m。局部冲刷按65-1式计算，h=6.41m。(二)桥型方案的选择1973年曾对70mT构和65m悬拼连续梁方案进行过详细的比较。二者在建筑高度、养护、外观、施工难易及使用性能方面相差甚微。若每个墩基础均用8φ1.5m钻孔桩，T构所需桩

5、长84m，连续梁所需桩长60m。比较全桥经济指标，连续梁方案少用混凝土4,980m3，少用钢材177吨。然而，基础的不均匀沉降将对连续梁产生附加应力。但经计算，在4cm的相对沉降影响下，连续梁支点弯矩增值不超过10%。当时推荐了连续梁方案。1975年因压缩基本建设，该桥停建。1978年工程再次上马。上级要求1979年10月开工，限期两年完成，在这紧急情况下，设计重新考虑了桥型方案。包头地处严寒地区，一月份平均最低气温-26.9℃。在这样严寒的地区建桥，如何实现冬季施工，缩短工期以保建桥按时完成，是一个具体的问题。因此，为了实现严寒地

6、区冬季施工，为了确保主梁制作的精度和质量，为了减轻劳动强度，为了避免悬拼所需的大型悬吊起重设备，为了摸索新工艺顶推法施工在我国大跨径桥梁上的运用，经研究确定：上部采用三联四孔预应力混凝土顶推连续方案。设计还考虑河槽变迁、五级航道通航的要求、冬春两季流冰宣泄的需要，跨径采用等跨65m。下部由冰压力控制设计，均采用重力式墩台，1～6号墩采用空心沉井，7～12号墩采用8φ1.5m的钻孔灌注桩。为减小顶推过程中的主梁内力，主梁前端设20m长的钢桁导梁，每跨跨中设临时墩(见照片1)。在临时墩与永久墩之间设置水平拉索，使之与临时墩共同承受顶推时

7、的水平推力。三、主梁的设计与施工(一)技术标准跨径组合：3×(4×65)＋20m。全长810m。桥面宽：净9＋2×1.5m。设计荷载：汽车－20，挂车－100，人群：350kg/m2。桥面纵坡：0%，横坡1.5%，人行道0.8%。设计流量：7010m2/s。设计航道：5级，通航净空5m。设计洪水频率：按百年一遇洪水设计，三百年一则验算基础。设计抗震烈度：按8度设防。两岸引线为III级技术标准，路基宽8.5m，路面宽7m。碴油路面。部位项目上部构造及支座下部构造全桥总计全桥材料用量高强钢丝（t）250（311）-250(311)钢材（

8、t）8655981463混凝土（m3）61581791524073每延m材料用量高强钢丝(kg/m)309（384）-309(384)钢材（kg/m）10687381806混凝土（m3/m）7.622.1229.72每平m材料用量高强