转体施工法连续刚构桥设计

文章编号:1674-7046(2010)05-0006-6

转体施工法连续刚构桥设计

李三珍

(上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司第一道桥设计研究所,上海200092)

摘 要: 转体法施工以其投入施工设备少、适用范围广、操作简单安全、施工速度快、造

价低等优点成为较优的施工方法。上海市松江工业区文翔路-联阳路跨沪杭

高速公路大桥主桥采用42m+70m+42m 转体施工连续刚构方案,减少了对

既有线运营的影响。介绍桥型构思及总体布置,上部结构设计、转盘、承台、墩

身、桩基础设计、结构分析方法、主桥施工方法。经计算,在各种荷载的不利组

合下,结构处于良好的受力状态,满足规范设计要求。

关键词: 转体施工;连续刚构;设计;结构分析

中图分类号: U448.23 文献标识码:A

1 工程概况

文翔路-联阳路跨沪杭高速公路大桥工程位于上海市松江工业区,北起文翔路,向南跨越沪杭高速公路至联阳路与荣乐东路交叉口。在高速公路以北保证与文翔路衔接顺畅,然后以跨线桥形式连续上跨沪杭高速公路和繁华路,在高速公路以南落地后与联阳路现状道路顺接。

2 桥型构思及总体布置

为保证在主桥施工期间对沪杭高速公路的交通影响最小,主桥采用连续刚构一跨过线,采用转体施工方案。连续刚构采用转体施工,减少了对既有线运营的影响,使桥梁施工与既有高速公路交叉干扰影响的时间最短,安全隐患最少。转体法施工以其投入施工设备少、适用范围广、操作简单安全、施工速度快、造价低等优点成为了首选的一种施工方法。

本桥桥位中心线与沪杭高速公路中心线交角为75.343b ,全桥位于道路直线段。全桥分主桥和引桥,主桥为42m+70m+42m 三跨变截面预应力混凝土连续刚构,两侧引桥为6@20m 预应力空心板简支板梁,全桥跨径布置为6@20m+42m+70m+42m+6@20m,桥梁总长394m 。主桥立面布置图见图1。

全桥桥面布置为0.5m(防撞护栏)+16m(车行道)+0.5m(防撞护栏)=17m 。全桥采用双向横坡1.5%,竖曲线半径R=580m,主桥跨中桥面中心标高为14.601m,梁底标高为12.461m 。

3 设计荷载

设计行车速度:40km/h 。

荷载标准:桥梁:公路-Ñ级。

抗震设防标准:本场地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g 。所属的设计地震分组为第一组,地基土属软弱土,场地类别为Ô类。

恒载:一期恒载:按构件实际截面计入;二期恒载:考虑桥面铺装、防撞护栏等收缩徐变:根据5公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6(JTG D62-2004)的规定计算。野外一般条件。

基础不均匀沉降:主墩沉降按2c m 计,边墩按1c m 计,进行组合取最不利情况。

收稿日期:2010-07-06

作者简介:李三珍(1974-),男,山西临县人,硕士研究生,上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司第一道桥设计研究所工程师。

第19卷第5期2010年9月 河南城建学院学报Journal of Henan University of Urban Construction Vol.19No.5

Sep.2010

温度作用:其中体系温差按混凝土结构,温度变化按5公路桥涵设计通用规范6JTGD 60-2004的确定;主梁结构温度梯度按5公路桥涵设计通用规范6JTGD 60-2004

的温度梯度曲线确定。

(尺寸单位:mm,标高单位:m)图1 桥梁总体布置图

第19卷第5期 李三珍:转体施工法连续刚构桥设计 7

4 主桥结构设计

4.1 上部结构

主桥42m+70m+42m 为变截面预应力混凝土连续刚构箱梁,采用C50混凝土,支点处梁高4.0m,梁高与跨径之比为1/17.5,跨中梁高2.0m,高跨比1/35;梁底按二次抛物线变化。断面为17m 宽,单箱三室,箱体底宽12.6m,悬臂长度1.95m 。截面尺寸:顶板厚度0.25m;底板厚度,跨中为0.25m,支点为0.7m;腹板厚度0.45~0.6m 。

在中跨合龙段两侧、边跨端头以及主墩处均设置横梁(横隔板),其中边跨端头横梁宽1.5m,主墩处横梁厚度为2@0.8m,近跨中合龙段和边跨现浇段部位横隔板宽度为0.3m,全桥共设4道横隔板。 主桥一分为二,分别沿沪杭高速公路外侧搭支架现浇,这样在全桥施工期间不影响沪杭高速交通车辆畅通,待转体到位后再现浇边跨段和中跨合龙段。T 构现浇段长度67m,边跨支架现浇段为8.44m,中跨合龙段为3m 。

箱梁断面见图1(c 、d 、e)。

4.2 下部结构

4.2.1 转盘、承台、墩身

下承台长12.8m,宽12m,高2.0m,转体前上、下承台斜交75.343b ,施工中应注意放样。

转盘是转体施工的主体,下转盘设在下承台顶面中央位置,磨盘为钢筋混凝土球面铰柱,半径R n =

3.2m,下转盘磨心顶中间设置D w =20c m 的钢柱用以定位。上下转盘曲率半径略有差异,须按图放样,因转体前后左右稳定需要,在承台顶设有两条宽50c m 的F4板滑道,滑道直径9m,外设顶推用的槽口和后座。主墩下转盘球面铰柱部位采用C60混凝土,其余部位采用C30混凝土。上承台对应球面铰柱部位采用C60混凝土,其余采用C50混凝土。

上转盘为墩帽底部的一部分,其直径比下转盘大2c m,墩帽底部有两条不锈钢板滑道,水平位置与下滑道对应,其宽度为40cm 。转盘环道平面图及转盘构造见图2、图3

。

图2 转盘环道平面(尺寸单位:m

m)图3 转盘构造(尺寸单位:mm)

为防止在转体过程中,上承台开裂,在上承台加入预应力钢筋束,须分批张拉,待竣工后拆除。

为保证上下承台(上下转盘)成桥后固结,在上下承台施工时对应位置预留两排钢筋,并预先应在墩帽顶适当位置预留d=10cm 的浇注振捣混凝土孔,待转体完成后,焊接对应钢筋,并在上承台与下承台之间用混凝土浇捣密实。

为减小墩身的纵向刚度,墩身形式为双薄壁墩,厚0.6m,采用C50混凝土,两片的薄壁墩之间净距离为1.1m 。桥墩立面见图1(d 、e)。

4.2.2 桩基础

主桥主墩根据地质钻探资料,以粉砂层为桩基持力层,采用钻孔灌注桩作为基础,经计算分析,桩尖标高为-71.760m,桩直径1200mm,桩长70m,每个主墩下设13根桩。

8 河南城建学院学报 2010年9月