大河边特大桥设计

第３４卷第２５期　・３１２・　２　０　０　８年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３４Ｎｏ．２５　Ｓｅｐ．２００８　文章编号：１００９，６８２５｛２００８）２５—０３１２—０３　大河边特大桥设计　马毓泉　尚维波　田莹山　摘要：指出大河边特大桥是国道主干线贵阳绕城公路西南段上跨越阿哈水库的一座特大桥，为预应力混凝土交截面连　续刚构桥，跨径组成为１１０　ｍ＋２０５　ｍ＋１１０　ＩＴＩ，主要介绍了主桥的总体设计和结构设计，并提出了大桥跨越二级水源保　护区时所采取的措施。　关键词：连续刚构，预应力，水体保护，护栏　中图分类号：Ｕ４４２　文献标识码：Ａ　１工程概况　贵阳市二级水源保护区，库区水体较深，水质优良，水库两岸地形　大河边特大桥是国道主干线贵阳绕城公路西南段上的一座　陡峭。地质构造上桥址区属相对稳定区。桥址区主要地层为第　四系全新统碎石土、红黏土，三叠系中统贵阳组和二叠系上统龙　特大桥，桥址位于阿哈水库上游尾水区与其主要支流游鱼河的交　页岩。　汇处。跨径组成为１１０　ＩＴＩ＋２０５　ｍ＋１１０　ＩＴＩ主桥＋５×４０　ＩＴＩ引桥，　潭组，岩性主要为灰岩、白云岩、桥梁全长６３２．０　ＩＴＩ。主桥采用预应力混凝土变截面连续刚构，引　２设计标准　桥采用装配式预应力混凝土连续Ｔ梁。　道路等级：双向四车道高速公路，桥梁宽度３０　ＩＴＩ（含外侧各　桥址处于云贵高原山丘峡谷地段，所跨越的阿哈水库库区为　２．０　ｍ的缓冲带）。荷载等级：公路Ｉ级。设计洪水频率：１／３００。　梁。索塔呈空间索面的Ｖ形，塔柱弧线向外侧弯曲，一改以往斜　锚式悬索桥，混凝土加劲梁为单箱三室截面，梁高２．０　ＩＴＩ，顶宽　拉桥直来直去的生硬造型，索塔高２６　ＩＴＩ。　ｔ０｜。　０Ｅ矗　。一礼糍”譬　鼙％　２６．５　ＩＴＩ。索塔为钢筋混凝土门式刚架结构，塔高４３　ＩＴＩ。　图１　矮塔斜拉桥方案效果图　图３　自锚式悬索桥方案效果图　４．２方案二　．　５方案估算　各桥型方案造价及经济指标见表１。　表１各桥型方案经济指标表　项目　桥型方案　本方案效果图见图２，为１３０　ｍ＋７０　ｍ单塔双索面不对称斜　拉桥。索塔造型取意于古“严陵八景”和今“新安十景”之一“七里　扬帆”。索塔高９６．３　ｍ。主梁采用斜腹板单箱三室等高度混凝土　箱梁。　主桥配跨　主桥长度／面积　主桥造价／万元　部分斜拉桥　风帆单塔斜拉桥　７５＋１２０＋７５　１３０＋７０　２７Ｏ／６　７５０　２０ｏ／５　３００　４　２１６　４　２０５　自锚式悬索桥　４８＋１２０＋４８　２１６／５　７２４　３　７６１　建安单价／元－ＩＴＩ　６　２４６　７　９３４　６　５７１　６结语　上述方案通过方案设计竞选已得到各专家认可，目前正处于　市民评议阶段，最终实施方案还有待确定。　图２　独塔斜拉桥方案——风帆形索塔　参考文献：　４．３方案三　本方案效果图见图３，为（４８＋１２０＋４８）ｍ三跨连续混凝土自　［１］侯杰，姚佳良，何少锋．南海海八路千灯湖景观桥方案设　计［Ｊ］、山西建筑，２００７，３３（２５）：３３４　３３５．　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｊｉａｎｄｅ　Ｙａｎｇｘｉ　Ｂｒｉｄｇｅ　ｐｌａｎ　ＷＡＮＧＸｉａｏ－ｙａｎｇ　ＤＡＩＸｉａｎ－ｒｏｎｇ　ＭＡＹｕｅ－ｆｅｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｙａｎｇｘｉ　Ｂｒｉｇｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎｉｓｔｉｃ　ｅｎｖｉｏｎｍｅｎｔｒ　ｏｆ　Ｊｉａｎｄｅ，ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ　ｒｕｌｅ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｔｙｐｅ　ａｎｄ　ｄｅｔａｉｌｄ　ｃｏｎｃｅｐｔｉｅｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｉｔ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｒｅｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｌａｎｓ，ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｎｄ　ｅａｓ—　ｔｉｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｐｌｎ，ＳＯ　８８　ｔｏ　ｇｕａｒａａｎｔｅｅ　ｕｎｉｑｕｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｃｏｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｌｄｓ．＂ｂｒｉｇｅ，ｐｌｄｎ　ａｄｅｓｉｎ，ｃｏｎｃｅｐｔｇｉｏｎ　ｒｕｌｅ　收稿日期：２００８—０５—０９　作者简介：马毓泉（１９６８．），男，高级工程师，西安公路研究所，陕西西安７１００５４　尚维波（１９７５一），男，高级工程师，中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安田莹山（１９７１一），男，工程师，西安公路研究所，陕西西安７１００５４　７１００７５　维普资讯 http://www.cqvip.com

２　第３４卷第２５期　０　０　８年９月　马毓泉等：大河边特大桥设计　・３１３・　地震动峰值加速度：０．０５ｇ。计算行车速度：１００　ｋｍ／ｈ。　连续Ｔ梁。大桥分上下行两幅桥，左右幅桥各宽１４．７５　１ＴＩ，中间　３总体设计　设０．５　ｍ净距，全宽３０．０　ｍ。主桥跨径组成为１１０　１ＴＩ十２０５　１ＴＩ十　３．１　总体设计　１１０　ｍ，为预应力混凝土变截面连续刚构体系。尖坡方向引桥的　为满足安全、耐久、适用、经济、美观等方面的要求，主桥选用　跨径组成为５×４０　１ＴＩ，采用装配式预应力混凝土连续Ｔ梁。主桥　预应力混凝土变截面连续刚构桥，引桥采用装配式预应力混凝土　桥型布置如图１所示。　下坝　１号　图１主桥桥型布置　为方便施工，减少边跨现浇段的工程量，在保证边墩支座不　根部　跨中　出现负反力的条件下，减小边跨跨径，边中跨比为０．５３７。桥面铺　１　５００　１　１５０　装为１０　ｃｍ厚的沥青混凝土，下设防水层。　苒二二互　二　一—　１　５００　——　堡　５０　１０　ａｎ厚沥青混凝土桥面铺装　大桥立面位于半径Ｒ＝３５　０００　１ＴＩ的圆曲线及直线段上，变坡　点桩号为Ｋ２４十８１０．０，距主桥中跨跨中２７．５　ｍ（偏１号墩），ｉ１＝　３．６％，ｉ２＝２．４％；受地形限制，大桥平面位于半径Ｒ＝２　３００．０　１ＴＩ　的圆曲线与Ａ＝８０９．６３　１ＴＩ，Ａ＝４９５．６６５　１ＴＩ的缓和曲线相连接的　Ｓ形曲线上，主桥范围内设２％的超高。　３．２水体保护措施　１）将墩布置在岸边和岸上，以减少施工对水体的污染。对于　岸边的主墩（１号墩），要求在施工时将施工区与水体分开，并禁止　泥浆漏入水库。２）在全桥范围内将每幅桥的外侧各加宽２．０　１ＴＩ，设　置缓冲带和内外双排防撞护栏进行防护。３）在进入大桥前２００　１ＴＩ　处设置明显的警示标志，对车辆限速，并提示司乘人员已进入水　图２主桥典型断面　源保护区，禁止向车外抛撒杂物。４）在中央分隔带内侧护栏之间　主梁采用预应力混凝土结构，设纵、横、竖三向预应力，纵、横　布置预制盖板，防止桥面杂物坠落，桥面设置集中排水系统，将雨　向预应力采用高强低松弛钢绞线，．　＝１　８６０　ＭＰａ，单根钢绞线公　水集中排放到在０号台和２号主墩附近专门设置的污水处理池　称面积Ａ＝１４０　ｍ２。锚具采用群锚、扁锚；竖向预应力采用精轧　中进行处理。５）在运营期内，公路管理养护单位配备吸油垫、油　螺纹粗钢筋，布置在腹板，　：７８５　ＭＰａ。　回收网（金属丝网等）等油回收器具，并放置在桥下或管理处保　主桥纵向负弯矩预应力布置有顶板束和腹板下弯束，顶板束　管，一旦有漏油事故发生，由桥梁养护管理单位用以上器具进行　采用２５妒１５．２钢束（共２５对）。腹板束分阶段锚固在箱梁１梁段　～处理，以解决由桥梁向水库排出的油等有害物质问题。　１４梁段（共１４对）。中跨正弯矩束采用２５妒１５．２，２１妒１５．２钢　４结构设计　束，边跨正弯矩束采用２１妒１５．２钢束。　主桥箱梁翼缘板宽３．５　１ＴＩ，横桥向布置横向预应力，采用　４．１主桥　３妒１５．２钢绞线，交替单端张拉。箱梁竖向采用ＪＬ３２精轧螺纹粗　主桥采用１１０　ｍ十２０５　ｒｒｌ＋１１０　１ＴＩ预应力混凝土变截面连续刚　钢筋，在腹板内顺桥向以５０　ａｍ等间距布置，在近支点４７．７５　１ＴＩ　构体系，根部梁高１２．０　１ＴＩ，跨中梁高４．０　１ＴＩ，箱梁高度按１．６次抛物　范围内每侧腹板按双肢配置，其余梁段按单肢配置。　线变化。每幅桥箱梁桥面宽１４、７５　１ＴＩ，厚０．２８　ｒｒｌ；翼缘板宽３．５　１ＴＩ，　主墩采用双薄壁空心墩，钢筋混凝土结构，墩高５４．５　１ＴＩ。墩身　底板宽７．７５　１ＴＩ，底板在根部厚１．３０　１ＴＩ，跨中厚０．３５　１ＴＩ。跨中段腹　平面尺寸为３．０　１ＴＩ×７．７５　１ＴＩ，壁厚０．６　ｍ（横桥向）和０．８　ｍ（Ｊ顷桥　板厚０．５０　１ＴＩ，距墩中心４５　１ＴＩ范围内腹板厚０．７０　１ＴＩ，中间设７　１ＴＩ长　向），双墩间净距为６．０　１ＴＩ。基础采用钻孔桩基础，每墩下设１８根　的过渡段（见图２）。　直径为２．５　１ＴＩ的桩（双幅）。　对应双薄壁墩的侧壁，在箱梁内设置４道０、６　１ＴＩ厚的横隔　４．２引桥　板，跨问不设横隔板，梁端横隔板厚３．０　ｍｏ箱梁采用Ｃ５５混凝土。　引桥为５×４０　１ＴＩ装配式预应力混凝土连续Ｔ梁，预制梁高　主桥上部结构采用对称悬臂浇筑法施工，主粱每个单“Ｔ”划　２．４　１ＴＩ，一幅桥由７片Ｔ梁组成，Ｔ粱之间的湿接缝宽０．５９２　１ＴＩ，Ｔ　分为２５个梁段，其中０号，１号，１　号梁段共长为１７．０　１ＴＩ，在墩顶　粱顶面设置一层８　ａｍ厚的现浇调平层。引桥下部采用双柱式　托架上现浇施工，２号块～３号块长２．５　１ＴＩ，４号块～１４号块长　墩，墩身直径为１、８　１ＴＩ，基础采用直径２．０　ＩＴＩ的钻孔桩基础。　３．５　１ＴＩ，１５号块～２５号块长４．５　１ＴＩ，边跨支架现浇段长６．２６　１ＴＩ，边　跨合龙段长２　１ＴＩ，中跨合龙段长２　１ＴＩ。梁段最大重量为２７０　ｔ。合　４．３结构计算　龙顺序为先合龙边跨，再合龙中跨。　本桥采用桥梁结构综合程序进行施工阶段和运营阶段的仿　真分析。合龙温度１５℃±３℃，整体升降温按±１５℃计，基础不　维普资讯 http://www.cqvip.com ・３１４・　第３４卷第２５期　２　０　０　８年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨⅡＥＣｒＵＲＥ　Ｖ０１．３４Ｎｏ．２５　Ｓｅｐ．２００８　文章编号：１００９—６８２５｛２００８｝２５—０３１４．０２　ＹＧ５０型钻机在大管棚施工中的应用　张国锋　摘要：介绍了王家梁隧道的工程概况及地质情况，结合隧道的塌方情况，提出了管棚施工的加固方案，通过管棚施工过　程深入探讨了ＹＧ５０型钻机在大管棚施工中的应用，证明了该设备和工法的可行性。　关键词：钻机，管棚施工，隧道，加固机理　中图分类号：Ｕ４５５　文献标识码：Ａ　１　隧道概况　４塌方段加固方案　王家梁隧道（ＤＩ（２４＋９７５－－ＤＫ２５＋７７５）位于陕甘交界秦岭山　４．１方案选定　区，进口位于西垅村兆岭的南侧，属越岭隧道，进口傍山，出口位　１）采用回填方式加固变形段初期支护防止事故扩大：回填高　于方家村东北侧，全长８００　ＩＴＩ。隧道进口位于Ｒ＝２　５００　ＩＴＩ的曲　度为仰拱面以上５．５　ＩＴＩ，宽度８　ＩＴＩ，平台顶面长度１０　ｍ，坡道为１：４。　线上，隧道内坡度为３‰的下坡。隧道最大埋深４６　ＩＴＩ，最小埋深　２）采用厚６０　ｃｍ的Ｃ２０喷射混凝土封堵拱部掌子面。　１０．７７　ｍ。本隧道为单线隧道，按照新奥法原理施工，采用复合式　衬砌，隧道进、出口采用翼墙式洞门。　３）管棚施作前对掌子面处ＤＫ２５＋２３６～ＤＫ２５＋２４０．５段上　导坑进行（ｂ４２小导管注浆加固，间距１．５　ｍ×１．５　ｍ，梅花状布设，　长度４．５　ＩＴＩ，管内注１：０．８的水泥一水玻璃双液浆。　２隧道地质情况　２管棚施工理论分析　王家梁隧道区属风化剥蚀丘陵地貌，坡度一般为１０。～３０。，　４．植被茂密。隧道区地层较为简单，上覆第四系上更新统残坡积角　４．２．１加固圈的形成　砾土，下伏志留系下统粉砂岩。隧道围岩为Ｖ级，在进口２５　ＩＴＩ出　钢管起双重作用：１）起超前管棚作用；２）起注浆管的作用。　口７５　ｍ处设置加强段。ＤＫ２４＋９７５～ＤＫ２５＋０４２为角砾土，　这样通过注浆加固围岩，拱顶以上被加固密实，形成结实体，整体　ＤＫ２５＋０４２　ＤＫ２５＋６７０为断层泥，ＤＫ２５＋６７０～ＤＫ２５＋７７５为　稳定性增大，加之管棚的临时支护作用，可达到理想的开挖条件。　角砾土。隧道偏压严重，围岩类别较差，开挖难度大。　４．２．２加固作用机理研究　３隧道塌方情况　采用管棚注浆法进行超前预加固时，加固圈将起到“承载拱”　承受拱上部的岩层重量，使拱内部围岩与支护系统处于　２０ｏ７年４月３日下午１３：１０时，ＤＫ２５＋２４５，ＤＫ２５＋２４９处　的作用，拱内部围岩与支护系统受到的力仅是由于拱向隧洞方　线路右侧拱腰出现裂缝，随即线路左侧大避车洞发现掉块现象，　免压状态，　缝隙发展迅速，１３：２０时裂缝已达２０　ｍｍ，洞内工作人员迅速撤到　向的变形引起的变形压力。洞外，１３：３０时ＤＫ２５＋２４０～ＤＫ２５＋２４５段出现大面积坍塌。　５管棚施工　２００７年４月５日上午隧道上方地表形成长约８．５　ＩＴＩ，宽约７　ＩＴＩ，深　５．１施工参数　约９　ＩＴＩ的椭圆形深坑。　根据钻探结果确定采用４１０８　ｎ１ｍ。ｔ＝５．０　ｎ１ｍ的大管棚穿越　大河边特大桥位于云贵高原山丘峡谷地段，所跨越阿哈水库　经计算，在运营阶段，结构最大压应力为１５．８　ＭＰａ，最小压　尾水区又是二级水源保护区，对大桥设计和施工的要求均较高，　应力为１．０８　ＭＰａ，无拉应力出现。最大主压应力１５．８　ＭＰａ，最大　因此，在设计上采取了相适应的桥梁结构形式和环境保护措施，　均匀沉降按３０　ｍｍ计，其他恒、活载，温度梯度等按规范推荐值计。　主拉应力为一０．９　ＭＰａ，均满足规范关于抗裂性和应力限制等方　既适应了当地地形地貌，经济适用，又避免了施工、运营期间可能　面的要求。全桥合龙后跨中挠度为１１．１　ｃＩｎ。在汽车荷载作用　造成的水体污染，对同类桥梁具有很好的借鉴意义。　下。主跨跨中最大下挠４．４　ｃＩｎ，最大上挠０．９　ｃＩｎ，满足规范对挠度　参考文献：　限值的规定。　［１］　贺拴海．桥梁结构理论与计算方法［Ｍ］．北京：人民交通出　版社，２００３．　通过对各种工况进行了结构强度、刚度、应力状态和稳定性　验算，均满足规范要求。　［２］董义．老河口汉江特大桥主桥设计［Ｊ］．山西建筑，２００７，　５结语　３３（３３）：３２６—３２７．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄａｈｅｂｉａｎ　Ｂｒｉｄｇｅ　ＭＡ　Ｙｕ－ｑｕａｎ　ＳＨＡＮＧ　Ｗｅｉ－ｂｏ　ＴＩＡＮ　Ｙｉｎｇ－ｓｈａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｓ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　Ｄａｈｅｂｉａｎ　Ｂｒｉｄｇｅ，ｓｐａｎｉｎｇ　ｏｖｅｒ　Ａｈａ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｉｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ｍａｉｎ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ｒｏｕｔｅ　ｂｙ－ｔ￣ｓｓ　Ｇｕｉｙａｎｇ．Ｉｔ　ｉｓ　ａ　ＰＣ　ｅｏｎｔｉｎｕ－　Ｏｔｉｓ　ｉｇｉｒｄ　ｆｒａｍｅ　ｂｒｉｄｇｅ．ｗｉｔｈ　ｓｐａｎｓ　ｏｆ　１１０　ＩＴＩ＋２０５　ＩＴＩ＋１１０　ＩＴＩ．Ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒ￣ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅ｛ｌｓｕｒｅ　ｔｏ　ｂｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｈｅａｄｗａｔｅｒｓ　ＷＥｔＳ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｓｌｏ．　，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｉｄ　ｇｆｒａｍｅ，ｐｒｓｔｅｒｅｓｓ，ｗａｔｅｒ　ｐｒｏｔｅｔｃｔｉｏｎ，ｓａｆｅｔｙ　ｇｕａｒｄｓ　收藕日期：２００８—０５一Ｏ７　作者简介：张国锋（１９７２－），男，工程师，中铁十五局集团有限公司，河南洛阳４７１０１３