兰州市新城黄河大桥设计.doc

兰州市新城黄河大桥设计张雄呈 ,俞志国(兰州市城市建 兰州市新城黄河大桥设计 张雄呈 ,俞志国 (兰州市城市建设设计院 ,甘肃兰州 730030) 摘 要 : 本文介绍兰州新城黄河大桥三跨预应力混凝土连续梁的上部变截面箱梁结构设计和预应力钢绞线 布置及施工 。 关键词 :预应力混凝土连续梁桥 ;结构设计 ;黄河大桥 ,兰州市 中图分类号 : U448 . 215 文献标识码 :A 文章编号 :100927716 (2004) 0320041203 8 度设防 工程概况 兰州市新城黄河大桥位于西新线终点 ,主要 承担着 312 国道和 109 国道的车流进出市区跨河 交通任务 ,是兰州市对外交通西干线的重要枢纽 。 建设前 ,该桥经多种桥型方案比选和造价估 算分析 ,最终选用了主跨为 110 m 的三跨连续梁 桥 。该桥线形简洁 ,与当地景观配合较好 (图 1) 。 1 4 桥梁上部结构设计 兰州市 新 城 黄 河 大 桥 为 三 跨 预 应 力 连 续 箱 梁 。桥跨布置为 75 m + 110 m + 75 m = 260 m ,中跨 与边跨之比为 1∶0 . 68 。 箱梁截面设计 箱梁横断面构造见图 2 。 4 . 1 图 1 兰州市新城黄河大桥桥型布置图 2 地质情况 桥位所 在 原 始 地 貌 为 河 床 、河 漫 滩 、一 级 阶 地 。地层结构较为简单 ,有两个部分 :上部是第四 纪全新统冲洪积碎屑沉积物 ,由填土 、粉土 、细砂 和卵石组成 ,卵石层的最大厚度为 3 m ; 下部是白 垩系页岩和砂岩组成 。岩石表面受水长期侵蚀风 化成泥状物 。岩层是良好的基础持力层 。 图 2 箱梁横断面图 主梁横断面设计为单箱单室 ,箱梁顶板全宽 17 m ,底板宽为 9 m ,翼缘板悬臂长为 4 m 。由于大 跨径预应力混凝土梁桥恒载自重所占比例较大 。 因此 ,在保证剪应力和主应力满足要求的条件下 , 应尽量减小截面尺寸 ,减轻自重 ,增加箱梁截面有 效承载能力 。另外 ,箱梁底部截面尺寸减小后 ,相 应的主墩工程量可以大幅减小 ,带来的经济效益 是可观的 。在横断面设计中主要考虑以下几项因 素 : (1) 箱梁顶板在满足纵 、横向预应力钢束布束 情况下 ,采用 30cm 等厚尺寸 ,底板尺寸采用从根 部 1 . 6 m 变 厚 度 到 跨 中 0 . 3 m , 按 二 次 抛 物 线 变 化 。箱梁腹 板 尺 寸 为 变 值 , 壁 厚 分 别 为 1 m 、0 . 7 m 、0 . 5 m ,呈阶梯状变化 ,以便于施工 。 主要设计标准 3 3 . 1 设计荷载 车道荷载为城 - A 级 人群荷载为 3 . 5 kN/ m 设计横断面 2 m + 15 m + 2 m = 19 m ,其中 15 m 为机动车 道 ,2 m 为人行道 地震烈度 3 . 2 3 . 3 收稿日期 :2003211224 作者简介 : 张雄呈 ( 19692) , 男 , 甘肃兰州人 , 工程师 , 从事道桥设 仅在各支点处设置横隔 仅在各支点处设置横隔板 ,不仅可减轻自重 ,也方 便了施工 。 (3) 为减小箱梁截面尺寸 ,加大翼缘板悬臂长 度 ,设置了竖向和横向预应力钢束 。 箱梁沿纵桥线主跨部分为变截面 ,箱梁底面 按二次抛物线变化 ,边跨部分为等截面 ,按直线变 化 ,箱梁梁高在主跨跨中为 2 . 8 m ,在支点处为5 . 8 m ,在边 跨 处 部 分 梁 高 均 为 2 . 8 m , 其 高 跨 比 为 1/ 19 、1/ 40 。 4 . 2 预应力钢束布置 该桥设计采用三向预应力体系 ,纵向预应力 钢 束 采 用 19Φj15 . 24 mm 钢 绞 线 ; 锚 具 采 用 OV M15219 型 , 预 应 力 钢 绞 线 标 准 强 度 为 1860M Pa ,锚端张拉控制力为 3563 kN 。 纵向预应力顶板束 ,除配有少量下弯束外 ,其 余均为沿桥梁中 心 线 对 称 布 置 的 带 有 平 弯 的 直 束 ,且集中锚固于箱梁腹板与顶板相接的承托处 。 底板束均为沿桥梁中心线对称布置的直束 ,锚固 点也都尽量设在靠近腹板处 ,使作用在主梁上的 预加力能通过腹板均匀地传递到整个截面上 。 箱形梁预应力钢绞线布置图见图 3 。 的横向力影响 。 该桥上缘除直束外 , 还设有下弯束 。即在 1 ～4 号梁段中 ,分别设有 4 对下弯预应力钢束 ,其 目的是为了提高靠根部主梁的抗剪应力能力 。 横向 预 应 力 钢 束 采 用 3Φj15. 24mm 钢 绞 线 。 采用 BM1523 型 扁 锚 锚 具 , 预 应 力 设 计 为 两 端 张 拉 。张拉控制力为 19.