东莞水道大桥构造设计关键技术.pdf

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1、第4期(总第154期)中国彳丛z靠No．4(seriaINo．154)2011年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug．2011●III-DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2011．04．009东莞水道大桥构造设计关键技术蒋凌云(深圳市政府投资项目评审中心，广东深圳518035)摘要：东莞水道大桥是东莞五环路西环段上的一座特大桥。主桥采用三孔50m+280m+50m的中承式钢管混凝土系杆拱桥。介绍了主桥拱肋、水平系杆、吊杆、桥面系构造设计中的主要技术特点和技术创新，期望为今后相关的工程设计提供参考。关键词：东莞水道大桥

2、；中承式；系杆拱桥；钢管混凝土结构；构造设计中图分类号：U448．225文献标识码：A文章编号：1004-4655(2011)04-0020一∞1工程概况东莞五环路是城市快速路，东莞水道大桥是其西环段上的一座特大桥，主桥跨越东莞水道(主桥总体布置见图1)。F≤掣烈业澎(；r阡+H、9＼———一一b)半平面』一道路屯】垒蠢l】lN∽

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4、垆㈦l一上_』L#26．11o．1151oI．15I．41。茚￡15．5，215．5／2Jj釜媳L～图1总体布置图(m)东莞水道通航标准为内河三级航道，设2个通航收稿日期：2011—04—0820孔，设计通航水位为20a一遇洪水位4

5、．516m。桥位处河道正好处于弯道上，河道中心线和桥梁中心线成55。斜交角，沿道路中心线河道斜长约320m，常水位时最大水深约14．6m。桥位上游规划有一个港口，航道航运繁忙。按照防洪和通航要求，主桥要一跨过河。同时，为实珊陕速路与相交道路的交通转换，受道路纵坡限制，主桥上部建筑高度要控制在2．5m以内。因此，经多方案比选后，确定主桥采用3孔50m+280m+50m的中承式钢管混凝土系杆拱桥，南北引桥各为6孔30m预应力混凝土工形组合梁桥。主桥桥面宽度要求按双向8车道加两侧人行道和市政管线(含电力、电信管线和2qbl00inin的给水管)通道考虑。桥梁横向分两幅对

6、称独立布置，每幅桥面宽26．1m。2设计主要技术特点2．1主拱肋每幅桥设2片拱肋，主跨拱肋采用钢管混凝土拱‘形空间桁架结构，肋间中距19．5m。主拱墩间的跨度为280m，计算跨径为271．5m，计算矢高为54．3m，计算矢跨比为1／5，主拱肋轴线采用悬链线，经计算比．选后拱轴系数采用m=1．5，预拱度在拱顶取值Af=0．45m，预拱后的拱轴线仍为悬链线，其拱轴系数仍为m=1．5。主孔拱肋为等截面，拱肋全高5．5Ill，全宽2．5In，上、下弦管各为2根西l000mm、壁厚16liral的Q345c钢管(拱脚第—段壁厚加至18mm)，在上、下弦2根并列钢管间用12I

7、Tml厚的Q345c缀板连接，上、下弦管内及上、下缀板间均灌注50号微膨胀混凝土。腹杆为4,500衄、壁厚12liral的Q345c空钢管。拱脚段因结构受力需要，采中国彳丛z程蒋凌云：东莞水道大桥构造设计关键技术2011年第4期用钢管混凝土实心结构。风撑布设由稳定性计算，结合分段吊装的要求确定。2条主拱肋肋间在拱顶处设一道平行风撑，拱顶两边共设12道K形风撑。每片主拱肋分拱脚预埋段、第l至第7段、合龙段共17段预制(见图2)，各节段组拼焊接好并检查合格后，仿照现场条件在工厂内整体(合龙段除外)试装。拱脚预埋段在拱座浇筑第1次混凝土前预埋，其余15个节段采用缆索吊装

8、、节段扣挂法施工，构件最大吊装质量按85t控制。为保证拱肋吊装过程中的稳定性，采用双肋合龙法施工，对应于上、下游2条拱肋各设1组缆索天线系统，双肋节段先后起吊并及时上好临时(永久)横联(撑)及缆风，齐头并进向跨中合龙成拱。为保证拱肋安装精度、焊接质量以及安装阶段稳定性，采用了安装铰和内套管外法兰拱肋接头技术。安装铰设置在拱脚预埋段和第1段拱肋之间，与第1段拱肋同时安装，用于安装阶段调整拱肋高程。拱肋接头采用内套管外法兰技术，与主管等强度设计。安装铰和内套管外法兰拱肋接头构造并不复杂，但对于保证拱肋安装精度、焊接质量以及安装阶段稳定性效果明显，值得同类桥梁借鉴。_o

9、目-^*-±*／、—i：j乐—"￡1陌■币sf．]”：：：：==_一{≮Z森孑蠢卸≤卅过拄过灿澍L浏孙拶邕三，l’250L＼1‘，12钨7段L；。，『丽4厂}雾影k眇台龙段疹／’280／2沙20002ooo20∞2咖25∞嬲282I，O毗IS00彪图2主拱肋半立面图(cm)2．2边拱肋边跨拱肋为半跨50m拱形结构，计算矢高为9．1m，拱轴线采用悬链线，拱轴系数m=1．9。边拱肋采用钢筋混凝土实心断面，在系杆穿过处断面为4．0rax3．19m(高x宽)，其他位置处断面为4．0mx2．5m(高×宽)。边拱肋端部设置强劲的现浇端部横梁，而在边拱肋和桥面系交接处设置了4根

10、边拱肋间横