多孔长联V形刚构桥设计.pdf

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1、第2期(总第184期)2016年4月中国彳菹z柱CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo2(SeriaINo．184)Apr．2016DOI：10．3969／j．issn．1004-4655．2016．02．009多孔长联V形刚构桥设计孙朝辉(中信建筑设计研究总院有限公司，湖北武汉430014)摘要：根据桥址自然条件及景观要求，藏龙二桥主桥采用(40+5×60+40)m多孔V形刚构桥，联长380m，墩身高度5．5～8．5m。主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，下部结构采用V形墩。设计中通过联中合理设铰及采用合理的桩基布置形式和桩径，实现多孔长联V形刚构桥的建设。关键词：桥

2、梁；预应力混凝土结构；V形刚构；多子L；长联中图分类号：U448。23文献标志码：A文章编号：1004—4655(2016)02—0024—03武汉市江夏区藏龙二桥位于武汉市江夏区藏龙岛科技园区。大桥起点位于中洲岛，横跨汤逊湖风景区湖汊，止于栗庙村杨桥湖大道。藏龙二桥建成后将成为江夏主城连通藏龙岛、大光谷的最快通道。对开发中洲岛旅游资源、推动地方经济建设具有重要意义。桥梁全长744．5m，桥梁宽度为27．5m，双向六车道，两侧各设2．25m宽人行道，设计荷载：城一A级，人群3．5kN／m2，桥下通航净空按Ⅵ级航道考虑。桥位周边地势起伏较小，桥位处水面宽约510in，水深2～3m。地貌

3、类型为垅岗地形，属长江三级阶地。地层自上而下依次为人工填土、黏土、残积土、强、中风化泥质粉砂岩。1桥型总体设计结合建桥自然条件，本着“安全、实用、经济、美观”的原则，经多方案比选后，主桥选用(40+5X60+40)m多孑LV形刚构桥，主桥总体布置见图1。主桥采用V形刚构桥方案，结构新颖美观，总体布局合理，与周边环境协调性好。，盟一～5x60+㈨。ri荭三三‘ii爱三二豆三二三耍—2銎=譬一i啊一下～叫一“0I14Ⅲ}'J@{：：、3互jn7图1主桥总体布置图(m)收稿日期：2015—12—25作者简介：孙朝辉(1978一)，男，高级工程师，本科，主要从事桥梁设计工作。24V形刚构是一

4、种多跨连续梁和刚架的混合体系，兼有刚架和梁的力学特点，由于V形墩的斜腿减小主梁的跨度，使梁的最大正、负弯矩峰值明显降低，从而使梁的建筑高度得以减小⋯。V形刚构虽能使上部建筑高度减小，但其受力状态发生较大变化。在结构自重、温度、混凝土收缩、徐变等作用下，主墩墩底会产生较大的内力，特别是墩身高度较小，多跨连续时，影响尤为严重【2】。主桥联长为380m，墩身高度5．5～8．5m。由于联长较长，桥墩较矮，因此在维持主跨规模不变的前提下，寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的结构体系，成为设计中的关键问题。2结构体系对于主桥的结构体系提出以下5种方案进行比选。1)方案一：主桥不设铰及挂孔。主桥

5、为1联，联跨布置为(40+5X60+40)m。2)方案二：在主桥第4跨设25m挂梁。主桥为3联，联跨布置为(40+2X60+17．5)m+25m+(17．5+2×60+40)m。3)方案三：在主桥第3跨和第5跨分别设25m挂梁。主桥为5联，联跨布置为(40+60+17．5)m+25m+(17．5+60+17．5)m+25m+(17．5+60+40)m。4)方案四：在主桥第4跨跨中设铰。主桥为2联，联跨布置为(40+2X60+30)m+(30+2X60+40)m。5)方案五：在主桥第3跨和第5跨分别设铰。中国’益z婀孙朝辉：多孔长联V形刚构桥设计2016年第2期主桥为3联，联跨布置为(

6、40+60+17．5)m+(42．5+60+42．5)m+(17．5+60+40)m。分别对5种结构方案进行分析计算，各方案墩底截面最不利状态下最大应力值见表1(应力值受拉为正，受压为负)。表1主墩墩底应力对比表MPa工况最不利主墩墩底最大拉应力最不利主暾墩底最大压应力方案一23．9-28．7方案二10．2—15．2方案三2．9—8．1方案四11．2一17．5方案五4．0-8．5根据计算分析，得出以下几点。1)方案一在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用下，最不利主墩墩底会产生较大的内力，配筋不能满足受力需要。方案不成立。2)方案二和方案四在温度、混凝土收缩徐变等荷载作用下，对于最不利墩

7、底截面，将顺桥向厚度加大至4．2m方可满足受力要求，而且需要配置大量预应力筋。结构尺寸过大，影响美观，与桥梁整体结构不协调，造价较高，不宜采用。3)方案三和方案五在温度、混凝土收缩徐变等荷载作用下，对于最不利墩底截面，配置一定的预应力钢束，即满足受力需要。考虑到行车舒适性，尽量少设伸缩缝以利于行车舒适，方案五较方案三减少两道横向伸缩缝。根据上述分析比较，推荐对桥结构受力更为有利、对行车舒适度影响较小的方案五。3上部结构设计主桥上部结构采用(40+5×60+