同德圍南北高架橋橋墩設計探討 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘 要：同德圍南北高架橋工程沿新市涌河道走向布置，橋梁線路蜿蜒曲折，為該橋的下部結構設計工作帶來了較大的難度，通過對該工程下部橋墩的設計情況研究，總結出了設計該類工程基礎設計的一些心得體會，可供類似工程設計者參考。 關鍵詞：橋墩 帽梁 預應力 設計 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 工程概況 同德圍南北高架橋工程位于廣州市西部，涉及廣州市白云區同德街、越秀區礦泉街、荔灣區西村。主線橋梁北起白云一線，向南跨越京廣鐵路北站貨場支線后，逐漸降低標高，在北站貨場處接順地面道路，然后跨越新市涌，橫穿過北環高速，最后沿新市涌止于富力唐寧花園，路線全長約 3.5 km，其中地面 道路長約 0.81km，高架橋長約 2.69 km。 2 結構分布 根據橋梁平面分布位置，結構總體主要由三部分組成： （ 1）白云一線北站貨場段橋梁 :主線橋梁上部結構主要采用標準跨度為 25m、 31.25m 的預應力混凝土連續梁、41m 跨的鋼砼組合小箱梁結構；下部結構主要采用框架墩結構、樁柱式橋墩。白云一線立交則由 A、 B 匝道組成，匝道橋主要采用標準跨度為 25m 的預應力混凝土連續梁、 20.5m、17m 的鋼筋混凝土連續梁。 （ 2）北站貨場段粵溪北路段橋梁：主線上部結構主要采用標 準跨度為 25m、 26.5m 的預應力混凝土連續梁；下部結構主要采用框架墩結構及樁柱式橋墩。 （ 3）粵溪北路段西灣路段橋梁：主線橋梁上部結構主要采用標準跨度為 41m、 30m 的預應力混凝土連續梁及 30m的鋼砼組合小箱梁結構；下部結構主要采用框架墩結構及樁柱式橋墩。荔德路立交由 A、 B 匝道組成，匝道橋主要采用標準跨度為 30m 的預應力混凝土連續梁、 20.5m 的鋼筋混凝土連續梁。 圖 1： 總體平面布置示意 3 工程地質 根據同德圍南北高架橋地堪資料揭露，場地巖土層按其地質年代和 成因類型自上而下可劃分為人工填土層（ Qml）、沖積土層（ Qal）、殘積土層（ Qel）和第三系（ E）砂巖、石炭系（ C）灰巖等四部分。場地基巖巖性為石炭系灰巖和炭質灰巖，線路終點有少量第三系砂巖、泥質粉砂巖，在鉆孔控制深度范圍內，按巖石的風化程度劃分為全風化、強風化、中風化和微風化四種風化巖層。 4 主要設計標準 1 1)道路等級：城市次干道，設計車速： 40km/h。 2)設計荷載：城 -A 級。 3)抗震烈度：抗震設防烈度為 7 度，水平向設計基本地震動加速度峰值為 0.1g。 4)通航標準：粵溪北路以南段不小于 20m（寬） 4m（高），最高通航水位為高潮位 5 年 1 遇水位。 5)日常維護凈空標準：粵溪北路橫 大道段不小于12m（寬） 2.5m （高），橫 大道以北段不小于 10m（寬）2.5m （高）。 5 下部結構比選 從橋墩對水流的影響看，除了減少在水中布置的橋墩數量之外，還應采用對水流影響小的橋墩造型。新市涌走向彎曲多變，且其水位受潮位影響很大，導致其水水紋情況復雜。設計時采用對水流影響最小的圓柱墩。除了考慮橋墩對水流影響外，還應考慮沖刷 的影響，在設計時對樁、柱相接處取消小承臺設置。 同時，線路的走向與河涌基本一致，因此在橋梁分跨和橋墩橫向布置時都應考慮下部結構對通航產生的影響。在征徇水利等主管部門的意見后，設計采用的通航標準為：在粵溪北路以南段河涌有不小于 20m（寬） 4m （高）的通航孔，粵溪北路橫 大道段有不小于 12m（寬） 2.5m （高）的通航孔，橫 大道以北段通航凈寬不小于 10m、凈高不小于2.5m。在前述分跨原則，要滿足通航要求，大部分水中橋墩需采用門架式框架橋墩。 白云一線立交以南橫 大道立交段帽梁的跨度 在 15米左右，最大的為 26 米；粵溪北路唐寧花園段帽梁跨度在24 米左右。針對于此類大跨度的帽梁可選用鋼結構或預應力砼結構，表 1 給出了兩種結構型式的相關比較。 表 1：預應力砼帽梁與鋼帽梁比較表 結構型式 經分析比較，門架式框架橋墩帽梁選取施工工藝成熟、造價相對較低的預應力砼帽梁結構。 6 下部結構難點分析及對策 根據新市涌的現狀及規劃要求，橋梁的設計需滿足防洪排澇和航道的要求，并考慮河涌的日常維護工作。橋跨盡量加大，減少水中橋墩數量，以便減小阻水面積，并應盡可能順水流方向的連線上布置，便于通航和日常維護的船只通過。從圖 1 中可以看出，新市涌河道蜿蜒曲折，橋梁結構順應河道走勢而布， 41m、 30m 鋼砼組合小箱梁共計約 45 個下部基礎采用門式框架墩，其量占全橋下部結構約為 52%，其余部分下部基礎基本上均采用樁 -柱式橋墩，下部基礎設計的難點主要集中在門式框架橋墩部分，概括總結出要有以下幾個方面： 圖 2： 建設中的同德圍南北高架橋 (1)由于線位曲折多變，并且在橋墩布置時要盡量貼近兩側岸線布置，以盡量在河道中央預留出 通航空間，勢必增加了橋墩的 種類，給設計和后期施工均帶來了不小的難度。 對策：橋墩設計盡量標準化，主要是針對框架墩“ 品 ” 字形帽梁設計，主要分為中間墩、等高交接墩、高低墩三大類，針對 “ 品 ” 字形帽梁特點 ,可視其為兩側小牛腿與中間矩形梁的組合，帽梁高度主要受橋墩跨度決定，而兩側的支撐牛腿則可以實現標準尺寸，從而人為的降低了后期施工難度。 (2)框架橋墩包含很多大跨度、大懸臂預應力帽梁，如設計時僅考慮受力計算因素進行布置，勢 必帶來很多種類的張拉端端面，增加模板制作、加工、預應力布設的工作量。 對策：預 應力計算布置時，在滿足結構受力安全的前提下，對張拉端、錨固端位置、起彎點、豎 彎半徑盡量規律化，從而盡量減少后期實際操作的難度，防止錯、漏出現，便于施工管理、控制。 （ 3）橋梁結構大部分均處于超高漸變段上，在一跨內需考慮好預制箱梁橫坡設置與兩端軸線處的帽梁頂、牛腿支撐面橫坡的關系。 對策：對處于超高漸變段內的預制結構，其橋面橫坡最終通過橋面鋪裝厚度調節實現，在一跨內 兩個軸號間的橫坡變化通過各片小箱梁中心點在豎向的相對位置變化來實現，在一跨內各片箱梁旋轉坡度取緊鄰 其軸號位置橫坡的均值，帽梁的橫坡取軸號位置的實際橫坡值，考慮橋寬因素，在一跨度兩軸號處的橫坡值不能超過1.5%,同時橋面最小鋪裝厚度不能小于 6cm 進行控制設計。 （ 4）橋梁結構在滿足使用功能的前提下，還需盡量考慮結構的美觀，盡量避免粗大、笨重結構。 對策： “ 品 ” 字形帽梁只在箱梁支撐面范圍內布置，避免了單一截面通長布置，結構尺寸僅為功能服務，使結構體量更協調，在交接墩位置，帽梁截面結合箱梁懸臂設置，使結構外整體統一 4。 7 結構設計 （ 1）結構尺寸 2 為 了減少墩柱對水流的影響，橋墩基本上采用圓柱墩，墩柱直徑根據跨度和墩柱的橫向間距設計，直徑在 120180cm 之間。基礎采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑根據需要調整，直徑在 140 200cm 之間。框架墩蓋梁基本采用預應力混凝土結構。由于該工程橋墩種類較多，下面僅以 20 號軸橋墩為例進行情況介紹。 圖 3：橋墩立、側面圖 (20 軸 ) 20 號軸橋墩采用框架墩， “ 品 ” 字形預應力帽梁結構，上部結構為 41m 跨鋼砼組合小箱梁，橋墩跨徑為 14.0m,橋墩基礎 1 根位于水中，一根立于岸上，樁、柱直徑分別為D2.0m、 D1.8m，帽梁高 2.7m,為中間墩， “ 品 ” 字形帽梁中間受力寬度為 1.3m，兩側支撐牛腿高為 80cm，寬度為 95cm，在橋梁寬度范圍內布置，兩側擋塊需結合小箱梁排梁布置圖。 （ 2）預應力布置 預應力鋼束根據受力共設置了三類鋼束： T1、 T2、B1，每類各 3 束 , 按 A 類預應力混凝土結構設計，采用 19-s15.2 低松弛高強鋼絞線，標準強度，預應力束孔道采用100mm 預制波紋管成型，錨下張拉控制應力采用1339.2MPa。為保證主梁在吊裝過程中橋墩的橫向穩定及結構受力安全，需對稱施工，同時預應 力需按設計要求分批次對稱張拉施工 3。圖 4：帽梁預應力跨中斷面圖 (20 軸 ) 8 結 語 同德圍南北高架橋工程線位復雜，下部結構設計、施工是本橋的關鍵節點，通過前期合理的歸類、組合，盡量規律化設計，減少了不必要的橋墩種類出現，方便了后期施工和質量控制，同時縮短了工期，節約了建設成本，通過對結構外形尺寸的優化，在景觀外形和受力需求上均達到了較好的效果。通過本文的所取得的一些設計體會，可供以后類似工程的相關設計人員參考。 參考文獻： 1. JTG D60-2004,公 路橋涵設計通用規范 . 2.JTG D63-2007,公路橋涵地基與基礎設計規范 . 3. JTG D62-2004,公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 . 4.鄧文中 .造橋構思 M.北京：清華大學出版社，2012. 作者簡介：吳杰，男， 2003 年畢業于西南交通大學土木工程系，工程師 陳睿，男， 2003 年畢業于湖南大學土木工程學院，工程師 文檔資料：同德圍南北高架橋橋墩設計探討 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀 及下載 閱讀相關文檔 :鐵路梁場臨建方案分析 建筑電氣安裝施工技術淺析 探討建筑裝飾工程管理中存在的問題及對策 探討鐵路施工企業項目責任成本管理 提高公路橋梁試驗檢測水平的幾點思考 探究如何優化建筑工程現場施工管理 探析如何做好建筑工程造價預結算審核 碳纖維加固在工程中的應用 淺談港口與航道工程現狀及未來發展 探討機電安裝施工技術在建筑中的實際應用