同德围南北高架桥桥墩设计探讨[权威资料]

同德围南北高架桥桥墩设计探讨 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘 要：同德围南北高架桥工程沿新市涌河道走向布置，桥梁线路蜿蜒曲折，为该桥的下部结构设计工作带来了较大的难度，通过对该工程下部桥墩的设计情况研究，总结出了设计该类工程基础设计的一些心得体会，可供类似工程设计者参考。 关键词：桥墩 帽梁 预应力 设计 K928 A Design of pier of The TongDeWei North-South Viaduct WU Jie1， Chen Rui2 (Guangzhou Company, Civil Engineering Design Co., Ltd., Southwest Jiaotong University， Guangzhou 510095) Abstract: The TongDeWei north-south along the New Town Bay viaduct project layout river toward the bridge meandering line, bringing a greater degree of difficulty of the bridge substructure design work, the case study of the project through the design of the lower part of the pier, summed up the design of the Some experience-based engineering design class experience, designers reference for similar projects. Key words: bridge pier, cap beams, prestressed,design 1 工程概况 同德围南北高架桥工程位于广州市西部，涉及广州市白云区同德街、越秀区矿泉街、荔湾区西村。主线桥梁北起白云一线，向南跨越京广铁路北站货场支线后，逐渐降低标高，在北站货场处接顺地面道路，然后跨越新市涌，横穿过北环高速，最后沿新市涌止于富力唐宁花园，路线全长约 3.5 km，其中地面 道路长约 0.81km，高架桥长约 2.69 km。 2 结构分布 根据桥梁平面分布位置，结构总体主要由三部分组成： （ 1）白云一线北站货场段桥梁 :主线桥梁上部结构主要采用标准跨度为 25m、 31.25m 的预应力混凝土连续梁、41m 跨的钢砼组合小箱梁结构；下部结构主要采用框架墩结构、桩柱式桥墩。白云一线立交则由 A、 B 匝道组成，匝道桥主要采用标准跨度为 25m 的预应力混凝土连续梁、 20.5m、17m 的钢筋混凝土连续梁。 （ 2）北站货场段粤溪北路段桥梁：主线上部结构主要采用标 准跨度为 25m、 26.5m 的预应力混凝土连续梁；下部结构主要采用框架墩结构及桩柱式桥墩。 （ 3）粤溪北路段西湾路段桥梁：主线桥梁上部结构主要采用标准跨度为 41m、 30m 的预应力混凝土连续梁及 30m的钢砼组合小箱梁结构；下部结构主要采用框架墩结构及桩柱式桥墩。荔德路立交由 A、 B 匝道组成，匝道桥主要采用标准跨度为 30m 的预应力混凝土连续梁、 20.5m 的钢筋混凝土连续梁。 图 1： 总体平面布置示意 3 工程地质 根据同德围南北高架桥地堪资料揭露，场地岩土层按其地质年代和 成因类型自上而下可划分为人工填土层（ Qml）、冲积土层（ Qal）、残积土层（ Qel）和第三系（ E）砂岩、石炭系（ C）灰岩等四部分。场地基岩岩性为石炭系灰岩和炭质灰岩，线路终点有少量第三系砂岩、泥质粉砂岩，在钻孔控制深度范围内，按岩石的风化程度划分为全风化、强风化、中风化和微风化四种风化岩层。 4 主要设计标准 1 1)道路等级：城市次干道，设计车速： 40km/h。 2)设计荷载：城 -A 级。 3)抗震烈度：抗震设防烈度为 7 度，水平向设计基本地震动加速度峰值为 0.1g。 4)通航标准：粤溪北路以南段不小于 20m（宽） 4m（高），最高通航水位为高潮位 5 年 1 遇水位。 5)日常维护净空标准：粤溪北路横 大道段不小于12m（宽） 2.5m （高），横 大道以北段不小于 10m（宽）2.5m （高）。 5 下部结构比选 从桥墩对水流的影响看，除了减少在水中布置的桥墩数量之外，还应采用对水流影响小的桥墩造型。新市涌走向弯曲多变，且其水位受潮位影响很大，导致其水水纹情况复杂。设计时采用对水流影响最小的圆柱墩。除了考虑桥墩对水流影响外，还应考虑冲刷 的影响，在设计时对桩、柱相接处取消小承台设置。 同时，线路的走向与河涌基本一致，因此在桥梁分跨和桥墩横向布置时都应考虑下部结构对通航产生的影响。在征徇水利等主管部门的意见后，设计采用的通航标准为：在粤溪北路以南段河涌有不小于 20m（宽） 4m （高）的通航孔，粤溪北路横 大道段有不小于 12m（宽） 2.5m （高）的通航孔，横 大道以北段通航净宽不小于 10m、净高不小于2.5m。在前述分跨原则，要满足通航要求，大部分水中桥墩需采用门架式框架桥墩。 白云一线立交以南横 大道立交段帽梁的跨度 在 15米左右，最大的为 26 米；粤溪北路唐宁花园段帽梁跨度在24 米左右。针对于此类大跨度的帽梁可选用钢结构或预应力砼结构，表 1 给出了两种结构型式的相关比较。 表 1：预应力砼帽梁与钢帽梁比较表 结构型式 经分析比较，门架式框架桥墩帽梁选取施工工艺成熟、造价相对较低的预应力砼帽梁结构。 6 下部结构难点分析及对策 根据新市涌的现状及规划要求，桥梁的设计需满足防洪排涝和航道的要求，并考虑河涌的日常维护工作。桥跨尽量加大，减少水中桥墩数量，以便减小阻水面积，并应尽可能顺水流方向的连线上布置，便于通航和日常维护的船只通过。从图 1 中可以看出，新市涌河道蜿蜒曲折，桥梁结构顺应河道走势而布， 41m、 30m 钢砼组合小箱梁共计约 45 个下部基础采用门式框架墩，其量占全桥下部结构约为 52%，其余部分下部基础基本上均采用桩 -柱式桥墩，下部基础设计的难点主要集中在门式框架桥墩部分，概括总结出要有以下几个方面： 图 2： 建设中的同德围南北高架桥 (1)由于线位曲折多变，并且在桥墩布置时要尽量贴近两侧岸线布置，以尽量在河道中央预留出 通航空间，势必增加了桥墩的 种类，给设计和后期施工均带来了不小的难度。 对策：桥墩设计尽量标准化，主要是针对框架墩“ 品 ” 字形帽梁设计，主要分为中间墩、等高交接墩、高低墩三大类，针对 “ 品 ” 字形帽梁特点 ,可视其为两侧小牛腿与中间矩形梁的组合，帽梁高度主要受桥墩跨度决定，而两侧的支撑牛腿则可以实现标准尺寸，从而人为的降低了后期施工难度。 (2)框架桥墩包含很多大跨度、大悬臂预应力帽梁，如设计时仅考虑受力计算因素进行布置，势 必带来很多种类的张拉端端面，增加模板制作、加工、预应力布设的工作量。 对策：预 应力计算布置时，在满足结构受力安全的前提下，对张拉端、锚固端位置、起弯点、竖 弯半径尽量规律化，从而尽量减少后期实际操作的难度，防止错、漏出现，便于施工管理、控制。 （ 3）桥梁结构大部分均处于超高渐变段上，在一跨内需考虑好预制箱梁横坡设置与两端轴线处的帽梁顶、牛腿支撑面横坡的关系。 对策：对处于超高渐变段内的预制结构，其桥面横坡最终通过桥面铺装厚度调节实现，在一跨内 两个轴号间的横坡变化通过各片小箱梁中心点在竖向的相对位置变化来实现，在一跨内各片箱梁旋转坡度取紧邻 其轴号位置横坡的均值，帽梁的横坡取轴号位置的实际横坡值，考虑桥宽因素，在一跨度两轴号处的横坡值不能超过1.5%,同时桥面最小铺装厚度不能小于 6cm 进行控制设计。 （ 4）桥梁结构在满足使用功能的前提下，还需尽量考虑结构的美观，尽量避免粗大、笨重结构。 对策： “ 品 ” 字形帽梁只在箱梁支撑面范围内布置，避免了单一截面通长布置，结构尺寸仅为功能服务，使结构体量更协调，在交接墩位置，帽梁截面结合箱梁悬臂设置，使结构外整体统一 4。 7 结构设计 （ 1）结构尺寸 2 为 了减少墩柱对水流的影响，桥墩基本上采用圆柱墩，墩柱直径根据跨度和墩柱的横向间距设计，直径在 120180cm 之间。基础采用钻孔灌注桩基础，桩径根据需要调整，直径在 140 200cm 之间。框架墩盖梁基本采用预应力混凝土结构。由于该工程桥墩种类较多，下面仅以 20 号轴桥墩为例进行情况介绍。 图 3：桥墩立、侧面图 (20 轴 ) 20 号轴桥墩采用框架墩， “ 品 ” 字形预应力帽梁结构，上部结构为 41m 跨钢砼组合小箱梁，桥墩跨径为 14.0m,桥墩基础 1 根位于水中，一根立于岸上，桩、柱直径分别为D2.0m、 D1.8m，帽梁高 2.7m,为中间墩， “ 品 ” 字形帽梁中间受力宽度为 1.3m，两侧支撑牛腿高为 80cm，宽度为 95cm，在桥梁宽度范围内布置，两侧挡块需结合小箱梁排梁布置图。 （ 2）预应力布置 预应力钢束根据受力共设置了三类钢束： T1、 T2、B1，每类各 3 束 , 按 A 类预应力混凝土结构设计，采用 19-s15.2 低松弛高强钢绞线，标准强度，预应力束孔道采用100mm 预制波纹管成型，锚下张拉控制应力采用1339.2MPa。为保证主梁在吊装过程中桥墩的横向稳定及结构受力安全，需对称施工，同时预应 力需按设计要求分批次对称张拉施工 3。图 4：帽梁预应力跨中断面图 (20 轴 ) 8 结 语 同德围南北高架桥工程线位复杂，下部结构设计、施工是本桥的关键节点，通过前期合理的归类、组合，尽量规律化设计，减少了不必要的桥墩种类出现，方便了后期施工和质量控制，同时缩短了工期，节约了建设成本，通过对结构外形尺寸的优化，在景观外形和受力需求上均达到了较好的效果。通过本文的所取得的一些设计体会，可供以后类似工程的相关设计人员参考。 参考文献： 1. JTG D60-2004,公 路桥涵设计通用规范 . 2.JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范 . 3. JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 . 4.邓文中 .造桥构思 M.北京：清华大学出版社，2012. 作者简介：吴杰，男， 2003 年毕业于西南交通大学土木工程系，工程师 陈睿，男， 2003 年毕业于湖南大学土木工程学院，工程师 文档资料：同德围南北高架桥桥墩设计探讨 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读 及下载 阅读相关文档 :铁路梁场临建方案分析 建筑电气安装施工技术浅析 探讨建筑装饰工程管理中存在的问题及对策 探讨铁路施工企业项目责任成本管理 提高公路桥梁试验检测水平的几点思考 探究如何优化建筑工程现场施工管理 探析如何做好建筑工程造价预结算审核 碳纤维加固在工程中的应用 浅谈港口与航道工程现状及未来发展 探讨机电安装施工技术在建筑中的实际应用