新密地大桥设计优化计算介绍

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1、新密地大桥设计优化计算介绍1工程背景攀枝花市新密地大桥位于老密地大桥下游约26m处，为上承式悬臂施工混凝土箱型拱。新密地大桥主桥全桥长296m，桥跨布置为27.5m+22.5m+净跨182m+22.55m+27.5m，桥面宽30.0m。主桥采用对称结构，跨中设凸曲线，竖曲线半径为4500m，两侧纵坡为±2%。桥面行车道采用双向1.5%横坡，人行道采用1.0%倒坡。在桥梁的横向采用分幅式结构。两幅桥的拱座、拱圈（肋）、拱上立柱、横幅、交界墩、引桥墩、桥台均无联系。图1为新密地大桥的桥跨布置图。图1新密地大桥的桥跨布置图新密地大桥主桥采用双向四车道，一级公

2、路标准，设计车速为60km/h。设计荷载为汽车荷载公路I级，人群荷载为3.0kN/m2，设计地震动峰值加速度为0.15g，设计洪水频率为1/300，航道等级为Ⅳ级—（1）类航道。新密地大桥主桥为钢筋混凝土箱型拱桥，净跨径L0=182m，净矢，拱轴系数m=1.988的等高截面悬链线拱，采用挂篮悬臂浇筑法施工。每肋拱箱为单箱双室结构，高3.2m，宽9m。拱箱分29个节段施工，其中两岸各设一个拱脚搭架现浇段，拱顶设一个吊架浇筑合龙段，其余26个均为挂篮悬臂浇筑段。拱上结构为梁式腹孔拱，上立柱采用双柱式，车道梁采用简支小箱梁，半幅桥由6片小箱梁组成，下部结构也

3、采用拱座+桩基础。图2拱箱断面图（单位cm）主桥上部结构由主拱圈、垫梁、拱上立柱（部分含横系梁）、横墙、盖梁、简支小箱梁共6部分组成。每肋拱圈由6片拱箱组成，每片分9段预制，9段吊装。拱箱（图2）高3m，其中预制节段高2.9m，底宽1.56m，边箱顶宽1.51m，中箱顶宽1.42m。拱箱顶板厚25cm，其中现浇层厚度为10cm，底板厚度为20cm，边腹板厚度为16cm，中腹板厚度为10cm，吊点处横隔板厚15cm，其余横隔板厚10cm。箱内横隔板设置在接头处、立柱和横墙对应位置、以及间距较大处。拱圈各组成构件均采用C50混凝土。拱上立柱底部设横向通长的

4、垫梁。垫梁宽1.5m，短边高1.2m。垫梁采用C30混凝土。拱上立柱采用双柱式，截面尺寸为120cm（横桥向）×130cm（纵桥向），1#立柱，2#立柱，13#立柱和14#立柱设置横系梁，截面尺寸为80cm（宽）×110cm（高）。拱上立柱，横系梁采用C30混凝土。拱上横墙宽8.4m，厚1.5m，采用C30混凝土。拱上立柱和横墙处盖梁均为预应力结构。盖梁高1.3m，宽1.7m，采用C40混凝土。简支小箱梁跨径为12.66m，梁高85cm。半幅桥由6片小箱梁组成，每片小箱梁横向间距为2.556m。主拱圈施工方案为：拱脚第一节段采用搭架现浇→扣锚索挂索、张

5、拉→斜拉扣挂法两岸对称悬臂施工2#-14#节段→合龙前对拱圈、扣索、锚索和扣塔应进行全面的线形、索力、偏位调整→跨中合龙→扣锚索卸扣拆除→拱上立柱施工→小箱梁施工→附属结构施工。施工临时扣索、锚索采用高强低松弛钢绞线，符合GB/T5524-2003标准，标准抗拉强度Ryb=1860MPa；弹模E≥1.95×105MPa。扣索、锚索的下料长度应为钢绞线的无应力长度，并进行扣锚索静载破断试验、动载疲劳试验，要求扣锚索的安全系数在任何情况下均不小于2.5。索塔设计必须采用切实有效的措施保证在拱圈施工过程中的自身稳定安全性要求。索塔设计应根据设计要求和施工实际

6、情况，由承包人制定具体索塔设计方案。）索塔中设置扣索的张拉平台和联接装置，扣锚索的张拉锚下部位及整个装置，须有足够的刚度，不会因该处的变形而影响拱圈施工精度。图3为新密地大桥施工时临时索塔及扣锚索布置图。图3新密地大桥施工临时索塔及拉索布置图在钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工过程中，一个标准拱段的施工按“挂篮就位、立模并绑扎钢筋→调整扣锚索索力→浇筑1/2拱段混凝土→再次调整扣锚索索力→浇筑余下的1/2拱段混凝土→张挂新的扣锚索”。标准浇梁段典型施工流程如4所示。图4标准悬拼梁段典型施工流程图2施工阶段有限元模拟新密地大主桥拱圈的施工采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工

7、方法，即在拱脚桥台处安装临时塔架，用一侧斜拉索一端扣住混凝土现浇拱圈节段，另一侧锚索锚固在台后的锚碇上，通过悬臂挂篮逐段悬臂浇筑拱圈混凝土。现场施工时将主拱圈分为29个节段，其中1#拱圈节段在支架上施工，其余节段分别从两侧拱脚处开始分别向跨中各对称悬臂浇筑14个节段，直至拱顶合龙。详细的施工过程模拟如下表2所示：表2施工过程模拟施工序号工作内容涉及结构1搭架现浇段现浇1#2挂篮悬臂浇筑段张拉锚索及扣索1，拆除支架，安装挂篮，准备2号节段施工。挂篮悬浇2号节段砼，并在砼强度达到85％设计强度以后，扣挂并张拉扣索2挂篮前移重复上述步骤，并在3、5、7、9、

8、11、13、15节段浇筑后分别拆除1、3、5、7、9、11、13号索，1、2、3、4、5、8、