邓家窑大桥总体设计.pdf

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1、邓家窑大桥总体设计栗勇，米曦亮，李东，李盼到(北京市市政工程设计研究总院，北京100082)桥梁工程器BridgeEngineering摘要：三跨中承式拱桥(飞燕拱)其结构简洁、受力合理、造型美观，是市政桥梁中的常见形式。邓家窑大桥主跨158m，针对桥梁宽度大、配跨短、桥位土质不适合承担较大水平力的特点。设计中采用钢箱和混凝土的混合拱肋，并将配跨和拱脚组合为三角刚架，同时优化系杆力和基础的组合形式，最终使结构受力合理、变位小。另外，还介绍了该桥的总体布置、结构设计特点，可作为今后相似桥梁设计的参考。关键词：桥梁；中承式拱桥：设计中

2、图分类号：U442．54文献标志码：B文章编号：1009—7767(2010)05—0051--03OverallDesignofDengjiayaoBridgeLiYong，MiXiliang，LiDong，LiPandaol工程概况朝阳北路东延(温榆河西路一东六环西侧路)道路工程位于北京市通州新城北部地区，是通州新城内京哈高速以北地区规划的主要干道之一。该工程道路设计起点位于温榆河西路。与现状朝阳北路终点相接。路线沿东北方向延伸，在邓家窑处跨越温榆河，其中的邓家窑跨河桥是朝阳北路东延道路工程的重要构筑物。2设计标准1)道路等级

3、为城市主干路，计算行车速度为60km／h；2)设计荷载中的机动车荷载为城一A级。人群及非机动车荷载为4．0kN／m2：3)桥梁宽度为0．4m(扶手栏杆)+3．1m(人行道)+3．5m(非机动车道)+0．5m(隔离墩)+12m(车行道)+1m(隔离带)+12Ill(车行道)+0．5In(隔离墩)+3．5nl(非机动车道)+3．1m(人行道)+O．4m(扶手栏杆)=40in；4)地震动峰值加速度为O．2g；5)桥梁的设计基准期为100年，设计安全等级一级：6)结构环境类别为II类。3结构设计邓家窑桥主桥主跨为158m，边跨为41．5，

4、46．5m，采用创新型的中承式拱桥与简支梁桥协作体系，为部分推力结构。其中主拱肋与两侧三角刚架固结，形成连续刚架结构。桥跨总体布置见图l。41．5主拱跨径／,=158矢高h=38声1，4．16边跨中跨l边跨25+27．5’．11+19x“1127．5+30—、：：鼍§：经7。吉一设计洪水位23．511∑盘=z乒5i砷一118m钢拱肋段I_面dl图1桥型总体布置图(m)3．1结构体系的选择为把邓家窑大桥建设成为通州滨水商务园区的标志性建筑。桥型方案采用中承式拱桥的形式，但桥位处上部土层以黏性土和细砂为主．其物理参数如下：。1)黏土、

5、亚黏土的液性指数为0．75～0．25，饱和、中密，中高一中压缩性，m值为5000～10000kN／m4。2)细砂、细中砂为饱和、密实，m值为10000～20000kN／m4。根据土层物理参数可知。桩侧土不适合承担较大水平力，需采用有效措施解决拱脚推力。常规的解决方式为：斜桩基础、直桩基础+上部张拉系杆。其中，斜桩可以在承台两侧对称布置．也可以按水平推力作用方向一侧布置，根据朝阳北路东延(温榆河西路一东六环2010#$5期(9一)第28拳啼笨投木一盯5l器桥梁工程BridgeEngineering西侧路)道路工程邓家窑跨河桥工程地勘

6、察报告，对称布置斜桩与采用直桩比较，对拱脚水平位移的限制作用不明显，而桩顶弯矩增加较多；仅在岸侧布置时，对水平位移的限制作用较为明显，但在恒载的竖向力作用下基础将产生向河侧的水平位移，于结构不利。另外，在北京地区以往的工程实践中缺少斜桩的应用实例，缺乏施工经验。相对而言，直桩基础+上部张拉系杆方案则是一种较为成熟的解决方式．即：在主拱两侧设置配跨(飞燕)，通过飞燕的压重以及在飞燕尾端张拉系杆，可全部或部分平衡主拱推力。由于景观要求和河道阻水的限制，飞燕无法做大，不能提供有效的压重，而系杆的张拉将在飞燕根部产生很大的弯矩于结构受力不

7、利。因此该桥在飞燕尾端和拱肋之间加入1道刚性纵梁．使飞燕、刚性纵梁和拱脚段组成一个闭合框架(三角刚架)，整体承担系杆力。3．2拱肋设计该桥承重结构由2条分离的拱肋组成。拱肋起拱点处横向间距47．1n1．拱圈以起拱线为轴，向桥轴中心方向旋转10o．形成提篮状。拱顶位置拱圈中心间距33．7m。主'拱罔为悬链线无铰拱，计算跨径二=158m，面内计算矢高厂_40．376m，拱轴系数m=1．55。主桥拱肋为混合结构，其中两侧各20m(纵向水平距离)采用混凝土箱型断面，宽2．5m，高由4．5nl渐变至5m；拱肋跨中段118m(纵向水平距离)为

8、钢箱断面，宽为2．5m。高由3m渐变至4．5In。拱肋断面见图2。图2拱肋断面(m)3．3拱肋横撑设计桥面以上共设置5道“一字”撑．沿拱桥中心线对称布置，距拱脚的水平距离分别为48．32，66．32，81．32m。横撑为高2nl、宽1．6m的箱型截