矮墩连续刚构桥的优化初探1

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1、第27卷第6期市政技术Vol.27No.62009年11月MunicipalEngineeringTechnologyNov.，2009文章编号：1009-7767（2009）06-0569-04矮墩连续刚构桥的优化初探余郁（扬州市市政建设处，江苏扬州225000）摘要：以扬州文昌大桥为例，对矮墩连续刚构桥设计及施工中如何降低墩身的抗推刚度及保证墩身有足够的抗弯刚度方面问题做了相关研究，提出了合理确定桥墩类型、外侧墩柱轴力储备、中跨合拢前顶推储备墩身弯矩、改变中跨底板钢筋布置等优化和改进低矮墩身受力状态的措施。关键词：桥梁；连续

2、刚构；矮墩；优化中图分类号：U441.2文献标志码：BInitialInvestigationofOptimizationforaContinuousRigidFrameBridgewithSquatPierYuYu1工程概况刚构，既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又扬州市文昌大桥全长632m，跨越京杭大运河主保持了T形刚构不设支座、无需体系转换的优点，方航道。主桥采用78m+126m+78m变高度预应力混便施工。但扬州市文昌大桥墩高仅13.85m，给设计和凝土连续刚构，桥面宽45.6m，主桥横向由两南北两施工带来了难题。

3、以下针对矮墩刚构的受力特性进行幅桥组成。单幅桥采用单箱双室直腹板截面，顶板宽相关探讨。22.3m，底板宽15.3m。在两端支点、中跨跨中、两薄2矮墩连续刚构的不足壁桥墩处共设7道横隔梁。箱梁采用C50混凝土，并设我国从1990年建成第一座跨径为180m的大跨s置三向预应力体系，纵横向预应力采用Ф15.24高强度预应力混凝土连续刚构桥———广东洛溪大桥以来，低松弛预应力钢绞线和群锚体系组成，竖向预应力采连续刚构桥得到了广泛的应用，陆续建成了黄石长江用高强精轧螺纹钢筋和轧丝锚组成。建成后的文昌大大桥、虎门大桥辅航道桥、江津长江大桥等

4、等同类型桥实景见图1。桥梁。连续刚构为墩梁固结，对温度变化、混凝土收缩徐变、汽车制动力等因素产生的次内力相当敏感。如果墩的相对刚度大，则墩身弯矩亦大，以上因素引起的次内力相当大，同时使基础墩身纵向两侧受力极不平衡。因此，一般连续刚构桥适用于高墩的场合，如果墩身较矮，则应设计成柔性墩，柔性墩刚构桥的墩柱属于偏心受压构件，即在荷载作用下，墩柱截面上同图1文昌大桥实景时存在着轴力和弯矩。[1]扬州市文昌大桥设计桥梁结构类型为三跨连续以扬州市文昌大桥为例，分别采用有限元分析软件桥梁博士和Midas/Civil对全桥进行整个施工过收稿日期

5、：2009-05-16[2]程的模拟分析。该桥桥墩墩高仅13.85m，根据Midas作者简介：余郁（1970-），女，江苏扬州人，高级工程师，硕士，主要从事道路桥梁工程建设管理方面工作。计算结果，在成桥状态下全桥恒载作用下墩顶最大负·570·市政技术第27卷弯矩最大值Mmax=129570kN·m，恒载下弯矩包络图跨无载）则加剧轴力差。主墩（以6号墩为例）墩身如图2所示，根据桥梁博士计算结果，成桥状态下全轴力：在恒载作用下，靠近中跨的内侧墩柱（扬州侧）桥和主墩的轴力图如图3所示。51600kN，而外侧墩柱（江都侧）41800kN

6、，内侧墩柱轴力较外侧墩柱大9800kN，这是由体系恒载内力和体系内预应力产生的。3优化方案研究业主单位与无锡市政设计院、扬州市规划设计院、江苏省交通科技研究所等单位多方合作，对矮墩连续刚构桥设计及施工中如何降低墩身的抗推刚度及保Mmax=129570kN·m证墩身有足够的抗弯刚度方面问题做了相关研究，提图2恒载弯矩包络图出了合理确定桥墩类型、外侧墩柱轴力储备、中跨合龙前顶推储备墩身弯矩等优化和改进低矮墩身受力状态的措施。3.1确定合理的桥墩类型刚架桥的桥墩类型有双薄壁墩、单薄壁墩、“V”“X”“Y”形墩，其中箱形截面单薄壁墩的抗

7、扭性能好，抗（墩身轴力：6号墩江都侧薄壁41800kN，扬州侧薄壁51600kN）推能力强，但其柔性不如双薄壁墩；双薄壁墩既可增图3成桥状态下主墩轴力图加桥墩的刚度，又可以减小推力使桥梁纵向水平位移[3]增大。国内已建典型连续刚构桥的主墩类型及尺寸见扬州市文昌大桥墩身较矮，由受力分析得出，外侧墩柱轴向力小，偏心距较大，温降、制动偏载（边表1。表1中国已建典型连续刚构桥的主墩类型及尺寸m桥名主跨径墩高墩类型墩尺寸双肢距苏通大桥139+268+13939双薄壁墩7.5×2.5（壁厚0.5）9.5洛溪大桥125+180+11026.2

8、5双肢实心薄壁墩8.0×2.27.8虎门大桥辅航道桥150+270+15035双薄壁墩7.5×3.0（壁厚0.5）9.0重庆构壁溪大桥77+140+7754双薄壁墩7.5×2.2（壁厚0.5）4.0三滩黄河大桥78+140+7818双肢实心薄壁墩8.5×1.26