某预应力混凝土连续刚构桥下部结构设计

某预应力混凝土连续刚构桥下部结构设计

摘要：介绍某预应力混凝土连续刚构桥下部结构设计。

1、工程概况

某预应力混凝土连续刚构桥桥跨布置为（84+150+81）m，设计荷载等级为公路—Ⅰ级，设计速度为80 km/h，桥面宽度为21.5m。主墩墩高分别为119m、97m，采用双肢薄壁空心墩，横桥向长8.5m，顺桥向长3.2m，设置两道2.0m高系梁；承台为整体式承台，横桥向长22.5m，顺桥向长21.0m，高5.0m；桩基为16根、直径2.5m钻孔群桩。

2、地质条件

119m高主墩处地质情况极为复杂，上覆淤泥质粘土，厚度变化大，最厚处约31m，分布不均，承载力低，不能作为基础持力层；岩溶发育，多以竖向发育为主；后侧有一宽约20m，高约10m，体积约1500m3的崩塌堆积体，威胁主墩建设，承台开挖时须将其清除；左后侧陡壁上，有体积约1000 m3危岩体，该危岩体受节理裂隙切割已与母岩分离，威胁主墩建设，须将其清除。97m高主墩后侧有一高约10m，体积约1500 m3的危岩体，该危岩体受节理裂隙切割已与母岩分离，威胁主墩建设，须将其清除。

3、设计重点

本桥119m高主墩桩基施工条件复杂，地下水位高，覆盖层厚，溶洞发育。桩基采用钻孔桩，设计中桩底应置于稳定的基岩上，保证一定的嵌岩深度，并尽可能的减少桩长种类。承台垫层施工前应先对覆盖层进行加固处理，使处理后的垫层基底容许承载力不小于0.25MPa。

4、下部结构设计

1．桩基设计：两个主墩桩基均为16根、直径2.5m群桩，顺桥向间距5.5m，横桥向间距6.0m。设计中在满足复杂地质情况要求的前提下，尽可能减少桩长种类以方便施工。各桩桩长如图1所示。

根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）计算单桩轴向受压承载力容许值，并与根据m法计算的各桩底轴向力比较，验算结果表明，各桩承载力均满足规范要求。

桩基施工时先施工最长的桩基，混凝土浇筑完毕后再施工较长桩，以此类推直至最短桩。桩基位置有溶洞时，应探明溶洞大小及浇筑时混凝土可能走向，

如发现溶洞可能影响附近桩基的建设，应将溶洞采用同标号混凝土进行回填，尽可能将溶洞封闭后浇筑桩基混凝土。

2．承台设计：承台为整体式承台，横桥向长22.5m，顺桥向长21.0m，高5.0m。承台厚度较厚，体积较大，施工前承台底须设置垫层，并要求垫层基底有一定的承载能力。119m高主墩承台处覆盖层较厚，且大部分为淤泥质粘土，承台垫层施工前，应先对覆盖层进行加固处理，处理后的容许承载力不小于0.25MPa。97m高主墩承台处覆盖层较薄，根据地形开挖后即可浇筑垫层混凝土，待混凝土垫层强度达到设计强度后即可浇筑承台混凝土。

根据《公路根据混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），验算承台撑杆的抗压承载力和系杆的抗拉承载力、斜截面抗剪承载力、冲切承载力，并配筋使其满足规范要求。

3．主墩设计：主墩墩高分别为119m、97m，采用双肢薄壁空心墩，横桥向8.5m，顺桥向3.2m，墩间净距为4.6m。

根据整体计算中，正常使用极限状态短期效应组合下墩顶的弯矩、轴力，对墩身进行抗裂验算并配筋，使其满足规范要求。

采用有限元分析软件MIDAS/CIVIL2006对10号主墩最大悬臂阶段和成桥阶段进行弹性屈曲稳定分析，得出10号主墩最大悬臂阶段和成桥阶段弹性屈曲稳定系数分别为13和16，大于4，结构稳定性满足要求。

墩底与承台的浇筑龄期差不宜大于30d，墩顶与零号块的龄期差不宜大于15d[1]。

5、小结

119m高主墩处复杂的地质情况增加了桩基设计难度，设计中为方便施工，减少了桩长种类，并对施工提出了相应要求，以确保工程质量。

参考文献：

[1]鲍卫刚周泳涛等预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南[M]．北京：人民交通出版社，2009．