一座大跨曲线预应力砼连续刚构桥梁的设计

一座大跨曲线预应力砼连续刚构桥梁的设计摘要：跨铁路段桥梁为长春市西部主干道的控制性工程，主桥为70＋100＋70m预应力混凝土连续刚构，左右幅合修，桥幅总宽24m，且大部分位于r＝210m的平曲线上，为较为典型的“大跨曲线刚构宽桥”。本文详细介绍了该桥的结构设计特点，为此类桥梁的设计提供参考。

关键词：连续刚构；曲线桥；设计

abstract: the bridge across railway is the control project of changchun west main road. the main part of the bridge is of 70 +100 +70 m prestressed concrete continuous steel structure, with a total width of 24m, and mostly in the r = 210m flat curve, a more typical “long-span curve steel wide bridge”.this paper describes the design features of the bridge structure, providing a reference for the design of such bridges.

key words: continuous steel structure; curved bridge; design

中图分类号： k928.78 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

1.工程概况

长春市西部主干道工程，设计起点为台北大街和凯旋路交叉口，终点与现状西解放立交桥相接，线路长约5.6公里。其中跨铁路主

线桥从铁北二路北侧约330米处起桥，沿凯旋路向南偏向西，连续跨过铁北二路、在建哈大客运专线、现状西道口、轻轨、规划浙江路后桥梁落地。

受到现状辽宁路和凯旋路线路位置的影响，凯旋路上跨铁路部分的高架段为曲线桥，以半径r=400米和r=210米的s型曲线跨过铁路。局限于各股铁路线平面位置的控制，只能在仅有的线路空隙中布置桥墩。跨铁路段桥梁的孔跨布置为45+(70+100+70)+45m，其中：第1孔45m和最后1孔45m为预应力砼简支箱梁，分别跨越在建的哈大客运专线和长春轻轨线路，梁部采用支架现浇施工；(70+100+70)m联为悬臂施工的预应力砼连续刚构，跨越长春北站内包括各组牵出线、京哈下行线、客车整备线、机务段专线、京哈上行线等多股铁路线路，梁部采用挂篮悬臂分节段浇筑施工。

主桥立面如图1所示。

图1 跨铁路段桥梁总体布置

2.主要技术标准

1）道路等级：城市主干道

2）设计荷载：公路-i级

3）桥梁标准宽度：左右幅合修，桥面外侧采用双防撞墙，桥梁总宽24.4m，桥幅组成如图2所示（单位cm）。

图2 桥梁横断面布置

4）设计基准期：100年

5）桥梁设计安全等级：一级

6）桥梁环境类别为ii类，冻融环境，作用等级为d级。

7）地震动峰值加速度：0.10g，对应地震基本烈度7度，按8

度设防。

3.主桥上部构造特点

主桥连续刚构箱梁采用左右幅合修的单箱双室直腹板断面，梁体圬工采用c55砼。箱梁顶宽24.4m，底宽15.4m，悬臂4.5m。箱梁根部梁高为6.5m，跨中及边跨现浇段梁高为2.8m，梁高变化段按1.8次抛物线变化。0号块箱内底板厚120cm，各悬浇梁段底板厚度从根部到跨中截面由90～30cm按1.8次抛物线变化。

主桥梁部的悬浇部分基本上位于r＝210m的平曲线上，为较为典型的大跨径曲线宽桥。箱梁悬臂施工及后期运营过程中，箱梁梁体受扭问题较为突出。为和梁体受扭的受力特征相适应，刚构箱梁顶板存在多次变厚。箱梁在0号块箱内顶板厚度为100cm，0号块端部顶板厚70cm。在1～6号梁段范围，分两次过渡变化顶板厚度，即70cm→50cm→30cm，6号以后悬浇梁段顶板厚度均为30cm。同时结合箱梁的受力特点，腹板亦为变厚，但腹板变厚滞后顶板变厚3个悬浇节段。0～3号梁段腹板厚120cm，在4～9号梁段范围，分两次过渡变化腹板厚度，即120cm→100cm→80cm，9号以后悬浇梁段腹板厚度均为80cm。腹板（或顶板）厚度变化均在一个悬浇节段内完成。

箱梁采用三向预应力体系，纵向预应力按全预应力构件设计。顶板束、底板束、腹板束均为大规格预应力（主要规格为17-φs15.2

钢绞线）。腹板束为下弯束，设置范围超过3/8l，锚固点控制在底板上缘以上50cm左右，使之能协同竖向预应力有效控制腹板主拉应力，降低裂缝发生的可能性。顶板束和底板束都采用二次平弯，顶板束锚固于顶板的承托内，底板束均靠着腹板通过齿块锚固，使力的传递更加有效。腹板竖向预应力钢束均为单个腹板横向设置2束，规格为2-φs15.2钢绞线，纵桥向基准间距为50cm，配套采用低回缩型圆形群锚单向张拉，张拉端设在桥面端。腹板束和竖向预应力钢束均按照腹板中心线对称或沿中心线布置，使二者在腹板中产生的作用比较均匀，避免出现由受力不均匀产生结构薄弱区域。桥面板横向预应力钢束采用2-φs15.2钢绞线，纵桥向基准间距为50cm，配套采用扁锚交错张拉。主墩处0号块除了设置横隔板预应力束之外，同时设置了伸入到墩柱直至承台内的竖向预应力束，用以保证墩柱的抗裂性。

4.主桥下部构造特点

主桥刚构箱梁悬臂浇筑施工过程中，梁体的扭转效应明显，下部结构受力亦较为复杂。为确保施工过程中的稳定性，下部结构主墩采用独柱箱型空心墩（与梁部的3腹板断面相适应为单箱双室墩柱断面）、钻孔灌注群桩基础。为尽量减少对铁路路基带来不利影响，本刚构箱梁主墩承台采用八边形平面，基坑开挖采用型钢板桩进行支护处理。箱型墩柱断面纵向宽400cm，壁厚80cm；横向与梁底等宽为1540cm，壁厚120cm。单个主墩承台平面呈八边形，横向总宽15.90m，纵向总长16.90m，厚4m，下面接14根φ2.0m桩基。