预应力混凝土双边箱斜拉桥设计.pdf

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1、2Q!墨生篁丝期i簋簋122塑)江酉建挝窒通工程预应力混凝土双边箱斜拉桥设计■杨文。，何耀炜2—1．苏交科集团股份有限公司，江苏南京210017；2．北方国际合作股份有限公司，北京100040摘要：以海安南屏大桥为工程背景，主要介绍了独塔双索面预应力混凝土双边箱斜拉桥的设计，以及满堂支架施工的注意要点；为类似桥梁的设计与应用提供参考。关键词：预应力混凝土斜拉桥独塔双索面双边箱满堂支架施工近年来，双边箱主梁截面结构重量轻、施工方便等优点而在大跨度斜拉桥中被广泛采用。由于斜拉桥主梁以受压为主、受弯为辅、同时需要一定的抗扭刚度的受力特点，所以双边箱主梁设计中是比较理想的断面型式。本

2、文主要介绍了双边箱主梁的设计，针对超宽预应力混凝土双边箱主梁设计提出了需要特别注意的几个关键点，并针对这几个关键点的计算模拟提出了可行的方法和步骤。1工程概述南屏大桥位于江苏省海安县通榆路，跨越拼茶运河，路线与河流夹角62度。项目路建设标准城市主干道，设计时速60km／h。桥宽：总桥宽49m，塔医局部加宽至51．2m。按双向八车道布置，中间双黄线0．5m，两侧快车道各14．75m，两侧各设置人行道2．5m、非机动车道4m，桥塔及保护区(引桥为侧分带)两侧各3m。荷载标准：城一A级，人群荷载按城市桥梁设计规范选取。南屏大桥全桥跨径布置为6×20+(108+46．1+33．9)+

3、2×20m，主桥为独塔双索面斜拉桥(主塔位于河北侧)，引桥为先张法预应力砼空心板梁桥。主桥和北侧引桥位于直线段，南侧引桥位于R=2400m平曲线上，纵坡分别为2．45％和2．48％，凸型竖曲线R=3500m。2主桥结构设计2．1总体结构设计根据本桥桥面过宽的特点，结构体系确定为塔、梁、墩固结的独塔双索面斜拉桥，拉索呈扇形布置，梁体采用预应力混凝土双边箱梁，该体系整体刚度大，稳定性好。同时，为提高整体刚度，在边跨设置了辅助墩，边跨利用边箱内设置压重块及引桥压重来平衡斜拉索的垂直分力。为满足通航要求，减小运营阶段主桥墩柱对桥下航行的干扰，主孔跨径采用108米，一跨过河，边跨80m

4、。在边跨80m内设一个辅助墩将边跨分为46．1m+33．9m，以提高整桥的刚度，改善结构受力，主跨和边跨均设置16根拉索。2．2主粱设计主桥箱梁采用预应力混凝土双边箱梁结构，两个边箱梁为单箱双室结构，顶面全宽49m(塔区通过加长悬臂局部加宽至51．2m)，梁高2．99m，梁顶设2％横坡(非机动车1．5％横坡由铺装调节)。边箱梁的底板宽10．5m，顶板厚30em，底板厚32em，边腹板厚40cm，中腹板厚100era；两个箱梁的中心线距为34．1m。箱梁外侧悬臂翼板宽2．2m，悬臂板外端厚20em，悬臂根部厚45em。主梁纵向采用的钢绞线类型为15—9、15—12、15—16。

5、两个边箱之间根据斜拉索在梁上的锚固位置设置横隔梁；横隔梁在桥面中心线处梁高为2．99m，横梁标准腹板宽40em，在边跨配重段，横梁宽1．2m。各类横梁内均布置15—17预应力钢绞线。为平衡边跨斜拉索的竖向分力，锚跨梁端部往辅助墩方向4．5．4m范围内箱室内用混凝土实体块进行压重。2．3主塔设计(1)主塔的设计思路。由于本桥是通往海安县城主干线上的重要门户，主桥景观要求极高，为使行车视野开阔，桥塔挺拔，取消了塔顶横撑，同时，也因取消了横撑，对塔的稳定性设计提出了更高的要求。对于有横撑的斜拉塔，稳定性计算时采用一端固结一端铰接的模型被广泛认可，而对于没有横撑的斜拉桥塔，因其有斜拉

6、索的约束，应该采用何种方式进行杆件计算模拟一直存有着争议。作者分析认为稳·220·定性计算时，斜拉索并不能对塔产生完全约束，欧拉公式，其中的斗取值应该为2，即按一端固结一端自由的杆件来进行稳定校核较为稳妥，同时，综合考虑塔内锚固时拉索的张拉空间的需要，由此拟定本桥塔的结构尺寸。(2)主塔结构设计。南屏大桥主塔采用C50钢筋混凝土结构，桥面以上塔高53m，横桥向两侧塔柱的轴线间距为34．1m。上塔柱采用尺寸为7．5mX3．6m的空心矩形断面，下塔柱采用尺寸为7．5mX4m的实心矩形断面，塔壁厚度在斜拉索前侧为1．5m，侧面为1．0m。塔上拉索锚固点对称设于箱内壁槽口，为抵抗强大

7、的拉索水平分力，上塔柱锚索区设置了“井”字形预应力，经有限元分析，预应力配置量以控制砼主拉应力不超过规范容许值。索塔锚固区出现裂缝的主要原因之一是预应力失效，为安全起见，本次设计时采取如下措揸：在塔的断面构造上，加大了四个倒角的尺寸，以减小塔的横桥向跨径从而减小锚固点的弯矩。考虑精轧螺纹钢50％失效的情况下，锚固区部分仍有压应力储备。确保主塔混凝土在承受斜拉索荷载时不产生裂缝。主墩下塔柱采用C50砼，为普通钢筋混凝土，为使主墩轴力均匀传至下部结构，在主墩下部承台顶面设置混凝土基座，以使主墩内力均匀扩散至