大跨径曲线连续钢箱梁桥设计

曲线连续钢箱梁进行了设计和计算，为山区交通、地形复杂条件下的城市道路连续钢箱梁桥设计提供参考。关键词：大跨径；曲线梁;钢箱梁中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号：1008 -3383(2019)07 -0128 -081工程概况某大桥工程方案左、右两幅分别下穿高铁，同 时跨越河流及污水处理厂，为了避让，采用S型曲 线分别穿越。左/右幅桥梁全长390/442 m,其余为 路基段。全线地形以山岭重丘为主，地势起伏较 大,结合沿线情况与功能、景观、环保等要求，分别 采用不同的结构形式与施工方案进行比较。在新 建桥型及跨径的选择上要充分考虑地形地势、现有 铁路桥墩及污水处理厂、所跨河流的影响，在桥梁 下部结构设计中应综合考虑场区地质情况和施工 条件等因素。考虑到连续钢箱梁结构方案在适应 场区特点，环境保护要求、保证施工工期方面优势 比较明显，因此将连续钢箱梁结构作为本桥施工图 设计方案。道路等级为城市主干道，单幅桥宽 n m,荷载标准为城市-A级，设计时速50 km/h。厚度为24 mm,其余区段厚度22 mm °顶板主要采用U型加劲肋，悬臂边缘采用开口 肋,U肋板厚8mm°底板加劲肋在主墩顶两侧范围 内，采用250 x22 mm,其余区段分别采用220 x 22 mm和no X n mm°腹板水平加劲肋250 X 22 mm和106 X n mm°为了节约钢材用量、减少自 重及施工操作空间方便性，梁高小于2.2 m时箱室 内设置挖空横隔板，其余横隔板采用V型横撑的形 式。为提高其整体和局部稳定性，除设置一定数量 的纵、横向加劲肋外,支座支撑处各设置实腹式横 隔板两道并开入孔。主桥用钢采用Q345qD,全桥采用焊接工艺。全桥 划分为n个梁段,最大梁段重量246.3 w采用工厂制 造，预装检验合格后,运至现场拼装形成整体。3主桥上部结构验算3.】主梁验算采用Midas Civil和桥梁博士分别进行计算，全 桥划分为320个单元，全桥施工阶段共有2个，第1 阶段为安装钢箱梁阶段，第2阶段为施工桥面铺装 等二期恒载°两个软件的计算结果吻合较好，下面 仅给出主要计算结果°承载能力极限状态，最大拉应力为06 MPa(出现 跨中截面的底板下缘)，最大压应力为102 MPa(出现 墩顶截面的底板下缘);最大主拉应力为02 MPa,最大 主压应力为102 MPa,最大应力幅60 MPa(在距墩顶根 部约「4的底板处)，满足规范要求。正常使用状态，在汽车活载作用下的正负挠度 绝对值之和为19.8 cm,小于「500(L = 142 m),满 足《公路桥梁钢结构设计规范》(JTG D62 -2215)) (以下简称规范)中的4. 2. 3条规定。恒载挠度通 过设置预拱度消5° 3.2主梁腹板验算根据有限元计算结果，最大剪应力t = 86- 8 MPa,结构重要性系数Y/=0 1,规范腹板剪应 力应满足 Y/T=95.5 MPaWEg#) =190 MPa,满足要(下转第no页)2主桥上部钢结构设计左/右幅主桥分采用(86 +140 +80)/(77 + 2 x 190 +77 ) m变截面连续钢箱梁，引桥采用跨径为 40 m等截面钢箱梁°下面仅介绍左幅(80 +140 + 86) m三跨变截面连续钢箱梁°左幅主桥跨中及端部断面中心梁高3 500 mm, 主墩顶断面中心梁高6 500 mm,梁高按二次抛物线 变化。主桥钢箱梁采用单箱单室断面，顶宽 19 000 mm,底板宽8 102 mm,单侧悬臂宽(3 000 ~ tw) m叫tw为腹板厚。桥面横坡均为0 5% ,通过 箱室内外侧腹板高度来调整形成,箱梁底板在横桥 向保持水平，钢板在箱梁内侧对齐。主桥根据受力区域不同,不同梁段分别采用不 同厚度的钢板，全桥顶板统一采用厚度为22 mm钢 板。距主梁根部中心线左右25 m范围内，腹板厚 度为22 mm,其余区段腹板厚度为22 mm °距主梁 根部中心线左右25 m范围内，底板厚度为32 mm ° 对于142 m主跨去除20 m范围后，其余区段底板 厚度为22 mm°对于边跨，在25~40 m范围内底板

收稿日期：2019 -08 -29作者简介：向红(1975 -),男，贵州遵义人，博士,高级工程师，研究方向:桥梁结构行为与工程应用-195 -总第305期黑龙江交通科技第7期可超过0% ,1级粉煤灰，添加适量泵送剂来改善混 合料性能,并对渗入量进行严格控制。标准的上料 顺序:先上碎石料，然后依次上水泥、粉煤灰与泵送 剂，最后上砂，一盘混合料的搅拌时间应达到66 s 以上。完成拌制后,对混合料的坍落度进行检查, 要求处在77 ~ no mm范围内°当施工在冬季进行时,应采取有效措施对原材 料进行保温处理，使其温度满足施工要求,避免低 温使原材料变质。施工现场需要使用的混合料数 量应通过计算来确定，尽可能减少剩余，并防止混 合料不足导致停机。将混合料拌好并检测确认合 格后，由专门的运输车将其运输到施工现场，准备 利用泵送的方法进行施工，保证钻杆芯管中有饱满 的合°(0) 管钻杆芯管被混合料填满后将管拔出，不得先提 管再泵送°钻杆的提拔应保持静止，速度控制在1.2 ~ 1.5 m/min范围内，并应保持连续，不得中断， 也不能由于供料速度较慢而停机待料，导致断桩事 故的发生°在施工中,桩顶的高程应比设计桩顶标 高略高。另外，施工过程中，排气阀必须正常工作， 每个班组都要做好检查工作,避免排气阀被堵。(6) 钻机移位将钻机移动到下一个桩位进行施工时,需要以 轴线和周围桩具体位置为依据，对需要进行施工的 桩位实施准确复核，以保证桩位的准确性。(7) 截桩与接桩将CFG桩做?后，于终凝后对打桩的弃土进行清 理和运输，在清理和运输过程中，要注意防止损伤桩 身，也不可对桩间土造成扰动，更不能对工作面造成破 坏。待清理和运输完成后，由人工对桩顶的保护土层 进行开挖，对表层土进行清理和运输时,不能对基底土

造成扰动,以免形成大面积的橡皮土。另外，在施工中 还应对标高进行严格控制,不可超挖。将保护土层清理干净后,对桩顶设计标高上部 的桩头都截除掉,在截桩的过程中，应在相同水平 面上按照相同的角度布置一定数量钢钎，截桩必须 使用专门的机械设备进行。将桩头截好后,使用手 锤与钢钎进行修整。若对保护土层进行开挖时导 致桩体断裂,应接桩到设计要求的桩顶标高,剔除 平整并凿毛干净后,使用和桩体材料完全相同的混 合料进行衔接，同时要注意需超出桩周约200 mm °2. 2 环境保护严防水土流失与污染，布置临时流水槽用于导流, 并修筑断面足够的渠道,同时和永久设置相连,避免冲 刷与淤积°对于施工过程中产生的污废水，应尽快进 行导流，避免流入农田和水源。根据实际施工情况采 取有效的措施避免造成扰民和废气污染。3结束语本工程通过对以上技术措施的合理应用,有效处 理了桥涵沿线范围内的软基，为后续桥梁施工可以奠 定良好基础，所用施工技术措施合理可行，可为类似工 程项目提供参考借鉴,提高软基处理技术水平°参考文献：[8]白晓军，高仲，罗志宝.公路桥梁工程中桥涵软土地基

的施工处理措施[J].交通世界,2018(30) ：98 -99.[2] 杨少群.公路桥梁工程中桥涵软土地基施工处理措施

[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018 (04)： 153 -1.[3] 姚利杰.公路桥梁工程中桥涵软土地基施工处理措施[J]设备管理与维修,2017(10) :H5 -119 +140.[4]

彭先碧.路桥梁工程中桥涵软土地基的施工处理 措施[J].黑龙江交通科技,2/16,39(/7) :42 +44.(上接第195页)求。偏安全地取最大正应力和最大剪应力进行演 算,Yo x [(久〃』)2 + (丁〃”』)2]32 = 0 ：1 x [(136/ 277)2 + (86. 5/190)2]0■5 =0.83w1,满足要求。本

桥腹板设有横向加劲肋和两道以上纵向加劲肋，根 据规范腹板厚度应不小于讪”/319 = (0. 20 x 6 500)/319 = 17. 8 mm 满足要求。虑多车道的影响，横向车道布载系数应按现行规范 JTG D60的相关规定选用。将疲劳荷载代入有限元 模型计算得到最大正应力—ma、最小正应力—ma、 最大剪应力©max和最小剪应力Tpma分别为4& 8、

3. 3横隔板验算根据规范横隔板强度按中间支座:Y/R/(人+ 氏血)=66.4W九=277 MPa,对边支座：y心/(人 + 乞血)=52.4 0/“ =270 MPa,满足要求。 3. 2 加劲肋验算根据规范2/3 =20 3w32 x(3453)35 =32； 九(=353W42 x (340/(；)03 =42,(/ 肋厚度满足 要求。对板肋厚度为20 mm时,/i/3=10W 19 X (320/3；)03 =n；板肋厚度为 n mm 时=190 n x (345()03 =12；板肋厚度为 22 mm 时2/3 = 10 36012 x(345()63 =12,板肋厚度满足要求。 33疲劳验算按疲劳荷载计算模型I进行计算，即采用等效 的车道荷载，集中荷载为0- 2匕，均布荷载为0. 3%° 匕和弘按公路一I级车道荷载标准取值，同时应考 -132 -63、353 和 4. 3 MPa ° 因此有：A— =413 MPa, △t” =313 MPa° 根据规范(JTG D - 2019 )有： yFfAcrp = 40 2 MPa 0 ksAcrD/3时=0 2 x 60. 7/0 35 =4& 7 MPa, yFfAyp = 30 3 MPa 0 △///(时=50. 8/0 35 =42. 1 MPa,满足规范要求。4结语大跨径钢箱梁具有自重轻、跨越能力强、施工快捷 等优点，越来越多地在公路建设中采用，特别是在交通 繁忙、空间受限及工期较短等因数制约的情况下具有 较强的竞争力。本文通过对大跨径曲线连续钢箱梁的 设计，结合规范进行验算，重点阐述了相应的设计方 法，为以后同类桥梁的设计提供参考经验。文献：4]赵秋，陈美忠等.中国连续钢箱梁桥发展现状调查与

分析[J].中外公路,2/15,35(8):98 -1/2.4]向红,周志祥.装配式钢箱一混凝土组合刚构桥设计

与施工技术研究[J] ■中外公路，2/13,33(5)： 194 - n &