惠青黄河公路大桥工程总体设计

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1、第八届后张预应力学术交流会论文2004年惠青黄河公路大桥工程总体设计王胜(铁道第勘蔡设计院)摘要惠青黄河公路大桥是国内最大跨度的双塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，主桥跨径为(133+220+133)m。本文主要对该桥的工程概况，桥型方案设计，主桥结构设计和计算，结构非线性分析、结构施工和抗震计算等进行了简要介绍。关键词矮塔斜拇桥单箱三室设计施工结构非线性抗震计算1工程概况T．1地理及河道特性惠青黄河公路大桥位于山东省东北部，黄河下游鲁北平原区，高青(惠民)河段。该河段蜿蜒曲折，弯曲较大，黄河大堤堤距1730m，主河槽位于惠民岸，主槽

2、摆动幅度480m，高青岸为开阔的河滩地。经多年治理该河段已成为人工控制的弯曲性河段，河道比较稳定，但河床呈“大水冲，小水淤”的基本特性，总体呈淤积抬高的趋势。现河槽已是高出两岸地面3“6m的“地上河”。桥位附近凌汛较为严重，曾多次发生冰坝、冰塞现象，对桥梁跨度提出了较高的要求。1．2工程地质条件与水文地质桥址区覆盖层主要由粘性土、亚砂土及砂性土等组成。深度20、30m以上的全新统地层为软塑状的粘性土层，工程性能差；更新统上部地层为软’硬塑的粘土层，工程性能稍好，其下各层土体为硬塑’坚硬状粘性土或密实状砂性土，层位稳定，I]：=程性能

3、好，是良好的基础持力层。桥址区场地地震动峰值加速度为0．OSg(相当于地震基本烈度VI度区)，地震动反应谱特征周期为0．45s，场地土类另JlII类。地表下20m深度内的饱和亚砂土层为中’轻度地震液化土层。2设计技术标准公路等级：微丘区二级公路特大桥行车速度：80km／h王胜．男，1962年出生，工程硕士，高级工程师第八届后张预应力学术交流会论文2004年设计荷载：汽车一超20级设计；挂车一120验算纵断面设计：考虑非机动车及行人过桥的因素，设计纵坡为2．5％标准横断面：1．25m(人行道)+2×3．75m(行车道)+2．5m(斜拉

4、索锚固及防撞区)+2×3．75m(行车道)+1．25m(人行道)，桥面全宽20m。行车道横坡1．5％通航净空：内河Ⅳ级航道，通航净高8m，且应满足30年河道淤高时流量为9000一／s的最高通航水位：单孔跨越主航道，航道净宽为150m设计洪水流量及频率：l1000m3／sec，为300年一遇流冰：最大冰块尺寸1000X240m，最大冰厚48cm，最大流冰速度2．67m／sec地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度构造设防3桥型方案设计31设计原则1)黄河为我国第二大河，在桥型方案选择时应充分考虑黄河河道特点、桥位区水文、地质条件等因素。2)根据建设单

5、位要求，该桥作为地区标志性建筑物，在满足结构功能的前提下，力求美观。3)所选桥型应广泛运用新技术、新工艺、新材料，作到受力明确，结构合理，施工方便，造价节省，养护费用低，行车舒适，噪音小，对环境影响小，以赢得最佳的投资效益。4)主桥位于主河道上，有通航要求，为保证航道顺畅、减少桥墩对河道的影响，主桥宣选用较大跨径的桥式方案。引桥应选择建筑高度低、结构刚度大、受力特性及行车条件好、投资省、施工周期短的结构形式，尽量简洁轻巧。3．2桥型方案’黄河大桥的桥型方案选择在充分考虑黄河泄洪排凌及大堤控导工程对桥跨布设的具体要求、黄河河道特点、桥

6、位区水文、地质条件等因素，结合河务部门“在黄河上建桥，桥孔的跨度一是满足大洪水期间主槽和滩地共同行洪的要求，二是要满足凌汛期防凌”的要求，提出了跨越黄河主槽的主桥长度大于480m，主跨大于210m；滩地以桥通过，桥孔跨度42m。初步设计阶段，对主桥提出了矮塔斜拉桥、连续刚构桥和连续梁一拱组合桥式等3种桥式方案。3．2．1矮塔斜拉桥方案矮塔斜拉梁桥既具有梁式桥体系受力明确，结构简单的特点，又具备斜拉桥轻盈美观的优点，梁体刚度大，斜拉索的稳定性好，拉索张拉简单，建筑高度低能显著降低线路高度，结构美观新颖。根据以上设计原则，选定1联(13

7、3+220+L33)m的矮塔斜拉桥作为主桥结构型式，引桥选用42m跨度先简支后连续的箱形组合梁。3．2．2连续刚构桥方案连续刚构桥结构受力明确，耐久性好，养护简易，也能够较好的适应桥位区主桥要求第八届后张预应力学术交流会论文2004年长联、人跨的特点，结构大方，施工方便，后期养护费用低。选定1联(133+220+133)m连续刚构桥作为主桥结构型式，引桥选用42m跨度先简支后连续的箱形组合梁。3．2．3连续梁一拱组合桥式方案连续梁一拱组合梁桥是一种新型的桥式方案，梁中预应力克服了拱的推力，使其跨度增大，气势更加宏伟；拱的出现也使梁建

8、筑高度减小，线形更加流畅明快；梁拱之间柔细吊索的运用，从而显现出现代技术的发展；连续梁一拱桥不仅线形优美而且结构合理，能够充分发挥材料的特性。选定1联(128+230+128)m连续梁一拱组合桥作为主桥结构型式，引桥选用42m跨度先简