朝阳市珠江大桥引桥设计

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中图分类号：TB21 文献标识码：A

概述:

本项目位于朝阳市市区东部，跨越大凌河，是朝阳市老城区珠江路的延伸。工程起点为老城区内的凌河街，终点为凤凰组团内的凌凤大街，连接老城区与凤凰组团。桥位附近河岸西侧已有少量住宅及公共建筑，河岸东侧为即将开发的住宅小区，桥位处现状大凌河主河道宽度约480m。

本工程总长1341.24米，由主桥、引桥、引道、及接线道路四部分组成。包括主桥、引桥、引道三部分，全长1090m，其中主桥长340m，东、西引桥全长268m，东、西引道全长482m，主桥宽度为25m，引道及引桥宽度为22m。桥梁主桥为3跨预应力混凝土半漂浮体系斜拉桥，长度为340m，跨径布置为80+180+80=340m。东西引桥均为等截面预应力混凝土连续箱梁，西侧引桥跨径布置为4x33=132米，东侧引桥跨径布置为4x34=136米，桥梁中心线处梁高2.3m。

本文主要以东引桥为例介绍引桥部分设计。

引桥设计构造特点:

(1)、上部结构

引桥上部结构采用C50混凝土，单箱五室箱形截面，桥面标准宽度为22m，与主桥相接处局部加宽至25m，桥面双向1.5%横坡通过调整梁体腹板高度来形成，主梁桥梁中心线处梁高2.3m，翼板外侧梁高2.113-2.135m。。

引桥两侧悬臂长2.5m，悬臂端部厚0.15m，悬臂根部厚0.4m。箱梁顶板厚0.28m，底板厚0.25m，在横梁边缘腹板厚0.8m，跨中范围腹板厚0.5m。

引桥主梁采用支架现浇法施工，主梁采用预应力结构，设有纵向预应力，纵向预应力采用钢绞线，布置在顶、底板及腹板内。

为配合全桥的施工，在每联桥的单侧设置1.5m后浇封锚段。

(2)、下部结构

1．桥墩

引桥桥墩及过渡墩采用C40混凝土，横桥向上宽下窄以曲线过渡，立面呈花瓶形状，桥墩中心由上至下设有装饰凹槽，横截面为矩形，横桥向共布置2个桥墩。桥墩横桥向顶部宽5m，底部宽3m，顺桥向引桥桥墩宽度为2m，过渡墩为3.2m。

2．桥台

桥台采用C30混凝土，为钢筋混凝土一字式桥台，桥台前墙宽17m，背墙宽22m，在11#桥台外侧设置侧墙用于与挡土墙相接。

3．基础

引桥桥墩及过渡墩承台高度为2m，平面尺寸为7m (纵桥向)×7m（横桥向），全桥共16个。基础为钻孔灌注桩基础，桩径1.5m，桩长20m，为摩擦桩，每个承台下4根。

桥台承台高度为1.5m，西侧桥台设单排桩，桩径1.5m，桩长15m，全桥共6根。东侧桥台设双排桩，桩径1.2m，桩长15m，全桥共12根。

图一、东引桥布置图

图二 引桥断面图

结构计算与分析:

1、计算要点

计算中考虑的荷载有：恒载（包括结构自重和桥面系二期恒载）、预应力、公路一级、人群荷载、混凝土收缩、徐变、整体升降温、基础变位等。预应力计算中考虑锚具回缩、管道局部偏差、混凝土弹性压缩、钢束松弛和混凝土收缩徐变等损失。

荷载组合：

本设计考虑如下组合：承载能力极限状态组合Ⅰ：按《桥规》4.1.6规定，验算承载能力极限强度；

应力组合Ⅰ：按《桥规》4.1.7规定的长期效应组合；

应力组合Ⅱ：按《桥规》4.1.7规定的短期效应组合；

应力组合Ⅲ：标准组合；

2、计算控制指标

(1)、施工阶段应力验算

按照新《公桥规》第6.1.3条规定，钢丝、钢绞线的张拉控制应力值σcon≤0.75fpk，故允许值为0.75fpk＝0.75×1860＝1395Mpa

按照新《公桥规》第7.2.8条规定，在预应力和构件自重等施工荷载作用下截面边缘混凝土的法向应力应符合下列规定：压应力σcct≤0.70fck’，拉应力σctt≤0.70ftk’。本桥施工时混凝土强度已达到标准强度的85%，故压应力允许值0.70fck’＝0.70×0.85×32.4＝19.28Mpa(计算为最大压应力9.8Mpa)，拉应力允许值0.70ftk’＝0.70×0.85×2.65＝1.58Mpa(计算为无拉应力)。

(2)、正常使用极限状态抗裂验算

按照新《公桥规》第7.1条规定，持久状况预应力混凝土构件应力计算时其应力值取标准组合值。(计算纵梁下缘无拉应力、上缘最大压应力13.9Mpa)

(3)、正常使用极限状态挠度验算

按照新《公桥规》第6.5.3条规定，受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响。本桥采用C50混凝土，其挠度长期增长系数ηθ＝1.425，消除结构自重产生的长期挠度后，主梁的最大挠度不应超过计算跨径的1/600。按照新《公桥规》第6.5.5条规定，预应力混凝土受弯构件，当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值时，不设预拱度；当预加应力的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算长期挠度时，预拱度按两者之差采用。按照新《公桥规》第6.5.4条规定，计算使用阶段预加力反拱值时，预应力钢筋的预加力应扣除全部预应力损失，长期增长系数取2.0。经计算本桥无需设置预拱度。

(4)、承载能力极限状态强度验算

基本组合下全桥最大弯矩1.02e+05 kN

主要技术特点

引桥与主桥衔接，为减少对箱梁结构影响，只采用边箱局部变宽；为简化施工工序，设计中采用通长钢束；桥墩考虑景观效果，横桥向上宽下窄以曲线过渡，立面呈花瓶形状，桥墩中心由上至下设有装饰凹槽。

参考文献：

[1] 张树仁.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理.北京：人民交通出版社,2004.

[2]《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）