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1、三里大桥主桥设计摘要:三里大桥为主跨95+150+95m三跨变截面预应力混凝土连续梁结构,桥面宽26m,采用单箱双室截面,箱低宽15m,悬臂长度达5.5m。采用支架对称逐段浇筑施工,为大跨径连续梁设计及施工提供新的思路。 关键词:三星大桥设计施工 :TU2:A:1672-3791(2011)01(b)-0030-02 1项目概况 三里大桥位于昆山市,跨越苏浏航线五级航道,桥面全宽26m,主桥为95+150+95m三跨预应力混凝土变截面单箱双室连续梁结构,箱梁高度从跨中为3.2m,至距主墩中心3m处按二次抛物线变化为8
2、.5m。主桥箱梁除在墩顶0号块设置厚度为0.8m的2道横隔板及边跨端部设厚度为2.0m的横隔板外,其余部位均不设横隔板。箱梁在横桥向底板保持水平,顶板2%的单向横坡,通过内外侧腹板高度来设置。主桥箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。 2主桥箱梁构造 主桥采用单箱双室截面,顶板宽26m,底板宽15m,翼缘板悬臂长为5.5m,箱梁顶板厚度为0.28m;底板厚度由跨中的0.28m按二次抛物线变化至距0号块中心线3.0m处的1.0m;腹板厚度9号块件以前为0.90m,在9、10号块件范围内由0.90m按直线变化到0.70m,11-
3、16号块件腹板厚度为0.70m,在17、18号块件范围内由0.70m按直线变化到0.50m。18-23号块件腹板厚度为0.5m,为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚(图1)。 2.1主梁截面高度 通过对国内外115座主跨超过90m跨径的连续梁进行分析(包含刚构),L/H支(支点跨高比)在16～22之间的有93座,占总数量的81%,跨高比小于16的共8座,大于22的有14座,国内参与统计的桥梁都落在16～22区间内,由此可见,公路桥墩顶主梁梁高可按下列数据考虑。 变高度梁的支点截面高:H支=(1/1
4、6～1/22)L(L为主孔计算跨径)。 本桥支点截面高度取8.5m,L/H支为17.65。 115座主跨超过90m跨径的连续梁中(包含刚构),L/H中在30～60之间的有91座,占总数量的79%,跨高比小于30的共20座,跨高比大于60的有4座,由此可见,公路桥主梁跨中梁高可按下列数据考虑。 变高度梁的跨中截面:H中=(1/30～1/60)L(L为主孔计算跨径)。 H支/H中:2.0～3.0 本桥跨中梁高取值3.2m,L/H中=46.9,H支/H中=2.66。 2.2箱梁顶板厚度 确定箱形截面顶板厚度一般考虑两个因
5、素:满足桥面板横向弯矩的要求;满足布置纵向预应力钢束的要求。在普通钢筋混凝土桥面板中,顶板厚度最小处可取0.25m,需布设横向预应力束的桥面板,顶板厚度最小处可取0.28m～0.32m。 本桥的桥面较宽,需布设横向预应力束,顶板厚度取0.28m。 桥面板的悬臂长度也调节桥面板内弯矩的重要参数,在布置有横向预应力钢筋时,一般宜尽量外伸一些。本桥桥面宽26m,单箱双室截面,悬臂外伸达5.5m。当悬臂板有加劲肋或斜撑时,悬臂板还可以伸得更长一些。在确定悬臂板根部的活载弯矩时,当悬臂自由长度增加时,集中活载的荷载纵向分布长度也随着增
6、加,所以对弯矩数值影响不大,这就使选择悬臂长度时具有更大的自由度。但在确定悬臂板长度时,恒载所引起的弯矩将起主要作用。在长悬臂状态时,一般均布置横向预应力筋。在布筋时可利用桥面板的横向坡度和板截面的变高度,以发挥预应力筋的偏心效应。 2.3箱梁底板厚度 箱型截面的顶板和底板是承受正负弯矩的主要部位。箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶,以适应受压要求。底板除需符合使用阶段的受压要求外,在破坏阶段还宜使中和轴保持在底板以内,并有适当的富裕。本桥箱梁根部厚度取值1m。 大跨连续箱梁因跨中正弯矩要求底板内需配置一定数量
7、的钢束和钢筋,底板合拢束会产生与底板垂直的径向力作用,跨中底板厚度易在0.25m～0.30m之间,通过设置横向钢筋来抵抗预应力束产生的径向力,本桥跨中预应力束紧贴腹板布置,跨中底板厚度取值0.28m。 2.4腹板 箱梁腹板的主要功能作用是承受结构的弯曲剪应力与扭转剪应力所引起的主拉应力。腹板内如有弯束布置,因弯束预加力的竖直分力对外剪力的抵消作用,则剪应力和主拉应力值较小。 腹板的最小厚度应考虑钢束管道的布置与混凝土浇筑的要求,腹板钢束一般都直接锚固腹板上,腹板厚度还要考虑满足锚下局部应力的要求。在大跨连续梁中,腹板厚度一
8、般从跨中向支点逐步加宽,以承受梁部支点处较大的剪力。腹板最小厚度在跨中可取0.4m～0.5m,在支点处的最大厚度约为0.6m～0.9m,也有达到1m的。 本桥根据实际受力分析,腹板厚度分三段布置,墩顶主拉应力较大梁段,腹板厚度取0.9m,跨中梁段设0.5m,中
