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　　运平至三门峡高速公路是国道主干线209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，桥梁全宽两幅桥之间的分离带为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，右幅桥中心线半径为桥梁纵断面部分位于半径为R＝13000m的竖曲线

2、内。竖曲线两边纵坡分别为％和3％，竖曲线半径为R＝13000m，T＝117m，E=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。　　设计荷载：汽车-超20级挂车-120.　　地震基本烈度：Ⅶ度。　　温度：极端最高温度43℃，最低温度-℃，常年平均温度℃。　　支座沉降：　　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

3、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℃，最冷一月平均气温-1℃，极端最低气温-℃，最热平均气温℃，极端最高气温43℃。最大冻深33cm，最大积雪厚14cm，平均风速/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～，枯水期流量减少，水位只有～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

4、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。　　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级热扎螺纹钢筋；直径＜12mm者，采用Ⅰ级光圆钢筋。　　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OVM1

5、5-12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90mm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。　　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。

6、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。内侧腹板高度为，外侧腹板高度为单幅桥箱梁顶板宽度为10m，底板宽度为悬臂板长度为箱梁在跨中断面其顶、底板厚度分别为25cm和2

7、0cm.腹板宽度为过渡段之后，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厚，腹板内预应力钢束除竖向弯曲外，在主梁加厚段尚有平弯，与此相应，锚固面应相应倾斜，使预应力钢束张拉时垂直于锚固端面。　　因本桥位于路线中心线半径R=25lm的平曲线上，内、外幅半径不同。为抵消弯箱梁因扭矩产生的不平衡支反力，本桥在桥台处向路线左侧设

8、置了15cm支座预偏心。在桥墩处设置了支座预偏心。　　由于预应力引起的径向力的作用，腹板箍筋予以加强，从而起到增添防崩箍筋的作用，为方便施工，可不专门设置防崩筋。　　2.下部构造　　用于承受上部荷载的主墩采