潘家口水库防汛上坝公路洒河桥加固改造设计.pdf

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1、第8卷第4期中国水利水电科学研究院学报Vo1．8No．42O1O年12月JournalofChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearchDecembe，2OlO文章编号：1672—303l(2010)04—0304—05潘家口水库防汛上坝公路洒河桥加固改造设计倪燕，郭春雷，丁秀霞(中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222)摘要：总结介绍了潘家口水库防汛上坝公路洒河桥的加固改造设计理念。将原公路桥荷载标准(汽车一l5级、挂车一80)提高到能基本满足现状公路通行的荷载标准；对原铁路桥大梁采用容许应力法进行加固计算，采用在顶面及

2、两侧进行粘钢加固；重新设计了在铁路桥基础上改建的原公路桥桥面板结构；对原铁路桥墩台及基础灌注端承桩等下部结构采用与原列车荷载进行类比验算。本文可供设计单位在作类似结构加固改造设计时提供参考。关键词：桥面肋板结构；基础灌注端承桩；应力分析；粘钢加固中图分类号：U448文献标识码：A1工程概况潘家口水库防汛上坝公路洒河桥原为铁路桥，后改建为公路桥。洒河铁路桥兴建于1975年，是潘家口水利枢纽工程施工期专用线上的一座特大型铁路桥⋯，设计标准为单行准轨中一22级，主梁为钢筋混凝土双梁式(中距1．8m)简支结构，桥面宽度3．9m，单跨跨径20m，共25跨，加两岸桥台全长534m。下部结构为实体重力

3、式墩台，每墩台下设四根1．25m直径端承灌注桩基础。潘家口水利枢纽工程竣工后，该桥改建为潘家口水利枢纽工程管理用公路桥。公路桥改建设计于1991年完成，改建后的桥面为双车道净宽6．5m，两侧设人行道各净宽0．75m，总宽8．40m。设计标准为汽车一15级，验算荷载挂车一80，人行荷载为2．5kN／m，设计洪水标准为20年一遇；地震烈度为七度(原设计中未计算地震荷载影响，仅采取抗震措施)。洒河公路桥自1992年运行以来，随着社会经济的不断发展，汽车的载重量及桥上车流量不断增加，桥梁长期处于超负荷运行状态，桥梁面板结构、伸缩缝和栏杆等均遭到不同程度地破坏。自2004年以来破坏程度呈上升趋势，

4、到2006年8月该桥破坏达到十分严重程度，为防止桥梁进一步破坏造成人员伤亡事故，管理单位采取了桥梁限载等措施，同时完成了对洒河桥的再次加固改造设计工作。2加固改造设计的基本原则鉴于公路桥的使用功能主要是为防汛上坝车辆通行，同时兼顾地方及管理单位交通要求，根据其现有条件以及运行管理水平，制定了公路桥加固改造设计的基本原则：(1)由于超载，原设计公路桥梁的桥面板结构遭到破坏，需将桥面板结构全部拆除，按现行“公路桥规”荷载标准提高，进行新桥面板结构设计；(2)考虑目前超载通车的现状，按文献l1j中规定二级干线公路且重型车辆多时，将桥梁荷载标准提高至公路一I级车辆荷载标准，以适应当地社会发展的需

5、要；(3)以原改建的公路桥荷载标准(汽车一15级、挂车～80)靠用到现行公路桥规荷载标准，即按现行公路桥规中公路一Ⅱ级荷载标准加固改造；(4)合理规划及设计桥面结构系统并对原铁路桥大梁、墩台及基础灌注端承桩等进行复核验算；(5)对原铁路桥已运行年久的大梁仍采用按原桥设计理论和计算方法(即弹性理论的收稿日期：2010—1l-10作者简介：倪燕(1961-)，女，天津人，高级工程师，主要从事结构设计研究。E—mail：ny9001@163．tom·-——304—-——潘家口水库防汛上坝公路洒河桥加固改造设计倪燕郭春雷丁秀霞容许应力计算方法)进行加固计算和改造设计，并按现行公路桥规采用的极限状

6、态设计方法对原铁路桥大梁加固后的截面进行复核；对于新设计的桥面结构，采用现行公路桥规即按极限状态承载能力和正常使用极限状态进行设计；(6)在采用现行公路桥规设计时为减小偏载对主梁的影响并满足现行公路桥规要求的最小桥面行车道净宽，将桥面净宽从6．5m减少至净宽6．0m，人行道维持净宽0．75m，人群荷载标准取3．0kN／m；(7)地震烈度7度，应进行地震荷载验算；(8)在方案研究的过程中，侧重于为满足桥梁实际通行荷载标准的加固改造设计方案，并进行了充分的论证，在检测结果基础上，并在确保结构安全和方便施工的前提下，合理利用原铁路桥大梁，充分发挥其抗力潜力，并结合采用新材料、新技术，从而有效节

7、约加固工程量，降低工程投资。3桥址处工程地质、气象及水文资料3．1桥址地质概况洒河大桥位于洒河人滦河的河口地带。桥址地段上覆第四系冲积砂砾石，厚度不大于15m，砂砾石呈中密状态，且局部含有粗砾或漂砾。下伏基岩为太古界三屯营组片麻岩系。基岩面岩体风化较轻，相当于强风化地带的下部或弱风化带上部岩体，且基岩面较平整，没有发现冲刷坑和深槽等。弱风化带上部岩体地震纵波速度达4000m／s左右，岩石的单轴抗压强度大于70MPa，桥梁下部结构仍采