大城西黄河公路大桥引桥50m连续梁上部结构设计与施工

摘要：介绍了大城西黄河公路大桥引桥50m连续现浇箱梁的上部结构设计以及采用移动模架逐跨浇注的施工方法，为类似桥梁的结构设计及施工提供参考。

关键词：连续梁；设计；移动模架

中图分类号：S611文献标识码： A

1 工程概况

大城西黄河特大桥是连接土右旗与达旗的一座大型公路桥梁，北岸（土右旗岸）位于土右旗境内的周四和营村东侧，南岸（达旗岸）位于鄂尔多斯市达旗的永隆泉村东北侧。位于田家圪旦浮桥下游2.82公里处，替代了现有的田家圪旦公路浮桥。公路的各个起点向北延伸，可以通过萨大线与呼包高速公路、萨凉、萨托公路相接。终点向西延伸可通过达旗绕城线与国道210线相交，形成了四通八达的公路网络。大桥主桥为12跨变截面连续箱梁，北岸引桥为5×50米现浇连续箱梁，南岸引桥为3×50米现浇连续箱梁，桥梁跨径组成为（5×50＋60+10×100＋60＋3×50）米。

2 主要技术标准

（1）公路等级：二级公路。

（2）设计行车速度：80km/h。

（3）桥梁宽度：0.5m（防撞护栏）+11m（行车道）+0.5m（防撞护栏）=12m。

（4）设计荷载：公路―Ⅰ级。

（5）地震：动峰值加速度0.27g。

（6）设计洪水频率：1/300；设计流量：6710m3/s。

（7）通航等级：Ⅳ级。

3 上部结构设计

50m引桥箱梁为等截面现浇箱梁，移动模架施工，梁高2.7米。箱梁顶宽12米，顶板厚0.28米，腹板在跨中厚0.45米，支点处厚0.6米，底板跨中厚度0.25米，支点处厚度0.6米，两侧悬臂宽3.0米，箱梁断面采用直腹板断面。50米箱梁典型横断面如图1所示。

图150米箱梁典型横断面

50米箱梁为双向预应力混凝土结构，纵向预应力采用大吨位群锚体系，横向预应力采用扁锚体系。箱梁腹板布置21Фs15.2mm低松弛、高强度钢绞线，在施工缝处张拉，并用联结器接长。底板布置9Фs15.2mm低松弛、高强度钢绞线，在齿板处张拉，顶板布置3Фs15.2mm低松弛、高强度钢绞线，钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，弹性模量Ep＝1.95×105MPa，松弛率0.035，孔道摩阻系数0.25，孔道偏差系数0.0015，一端锚具变形及钢束回缩取6mm，锚下张拉控制应力按0.72fpk=1339.2MPa控制。

为了提高大城西黄河特大桥的抗震性能，拟在全桥（除桥台及过渡墩）安装E型钢弹塑性阻尼支座，用弹塑性阻尼器耗散上部结构对墩台产生的激励能量，从而达到降低桥梁墩台的弯矩和剪力的目的。在0、20#桥台及5、17#过渡墩顶均采用普通盆式双向活动支座，在引桥1、2、4、19#墩活动顶上采用E形阻尼单向活动支座（横向单向阻尼），在引桥3、18#固定墩顶上采用E形阻尼固定支座（双向阻尼）；

上部结构按照预应力混凝土A类构件设计，内力计算采用空间有限元程序，按施工步骤划分数个施工阶段进行验算，验算主梁的内力、应力、位移等，总体验算采用midas/civil软件进行验算。

4 主要计算结论

（1）规范强制性条款：持久状况极限状态承载能力验算

荷载效应Mj（kN.m） 极限抗力Mu(kN.m) Mu/Mj

边跨跨中 126489.8 136795.3 1.08

中跨跨中 118651.8 136795.3 1.15

中支点处 -39662.4 -69696.9 1.76

在最不利组合下，主梁极限状态承载能力满足规范要求。

（2）规范强制性条款：A类预应力混凝土构件抗裂验算

正截面拉应力

最大拉应力(MPa) C55容许值(MPa)

短期组合 0.25 1.918

在最不利组合下，正截面抗裂验算满足规范要求。

斜截面主拉应力

最大主拉应力(MPa) C55容许值(MPa)

短期组合 1.31 1.37

在最不利组合下，斜截面主拉应力验算满足规范要求。

（3）持久状况的应力验算

正截面压应力

最大应力(MPa) C55容许值(MPa)

弹性阶段应力组合 12.41 17.75

在最不利组合下，正截面压应力满足规范要求。

斜截面主压应力

最大应力(MPa) C55容许值(MPa)

弹性阶段应力组合 11.66 21.3

在最不利组合下，主梁斜截面最大主压应力满足规范要求。

5 主要施工方案

（1）施工顺序以5号及17号墩为始端，向另一端方向施工。

（2）施工采用移动模架法现浇施工，支架立模高程应计入支架弹性、非弹性变形等影响，支架应严格预压，压重不得小于箱梁自重的90%，并采用换重法浇筑混凝土。3×50m引桥主要施工流程如图2所示。

图23×50m引桥主要施工流程图

6 结语

50m连续箱梁采用移动模架施工，较之其它设备施工具有非常大的优势，降低了成本，加快了施工进度，能够确保施工质量和工期。

参考文献

[1]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

[2]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）