2010年建筑师考试辅导-预应力混凝土连续弯箱梁桥设计

　1. 上部构造　　上部构造采用梁高为2m（以箱中心为准）的等截面斜腹板单箱单室预应力混凝土连续梁。桥梁横坡由两腹板调节而成。内侧（圆心侧）腹板高度为147.5cm，外侧腹板高度为172.5cm.单幅桥箱梁顶板宽度为10m，底板宽度为4.0m.悬臂板长度为2.5m.箱梁在跨中断面其顶、底板厚度分别为25cm和20cm.腹板宽度为40cm.lm过渡段之后，其腹加厚至60cm，余均不变。再过渡到底板厚50cm.边跨梁端顶、底板厚度分别为50cm及80cm.为了便于施工，在悬臂板与腹板的交接处设R＝10cm的圆弧，以利于脱模。为增加桥梁的美观性，箱梁断面采用斜腹的形式。　　为了满足锚具布置的需要，箱梁内侧在端部附近加厚，腹板内预应力钢束除竖向弯曲外，在主梁加厚段尚有平弯，与此相应，锚固面应相应倾斜，使预应力钢束张拉时垂直于锚固端面。
　　因本桥位于路线中心线半径R=25lm的平曲线上，内、外幅半径不同。为抵消弯箱梁因扭矩产生的不平衡支反力，本桥在桥台处向路线左侧设置了15cm支座预偏心。在桥墩处设置了6.5cm支座预偏心。
　　由于预应力引起的径向力（崩出力）的作用，腹板箍筋予以加强，从而起到增添防崩箍筋的作用，为方便施工，可不专门设置防崩筋。
　　2. 下部构造考试大－全国最大教育类网站(www．Examda。com)
　　用于承受上部荷载的主墩采用 4m * 3.5m的空心薄壁墩，由于桥位跨越的老龙沟地势陡峭，落差较大，最高的桥墩达68.0m，为减少墩顶产生过大位移，满足规范要求，将薄壁墩的外形上做成等截面，内侧壁厚由上部的0.5m至下逐渐加厚到下部的lm.墩底设3m的实心段，从而达到加强桥墩整体刚度的目的。
　　根据地质资料显示，桥位处沟谷两侧的基岩强度存较大差异，且存在一条死断层，运城岸基岩风化严重，且较软弱，所以，桥墩基础在运城岸采用钻孔灌注桩，双排桩桩径为150cm，承台厚200cm.三门峡岸基础采用钢筋混凝土扩大基础，分为三层，每层厚度1.5m，最下层平面尺寸为10m*9.7m的矩形，襟边宽度横桥向取为1m，顺桥向取为1.2m.
　　运城岸桥台采用扶壁式，基础采用直径为φ120cm钻孔灌注桩，梅花形布置。三门峡岸桥台采用重力式U型台，两侧台高分别为5.00m和2.99m.U型台肋厚为0.5～2.34m.基础横桥向长设为21.30m.
　　3. 结构分析考试大－全国最大教育类网站(www．Examda。com)
　　上部结构静力分析，采用有限元专用程序进行计算。计算荷载考虑了恒载、活载、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移、地震力及温度变化等。施工阶段计算共分七个阶段，用三孔万能杆件支撑梁搭设施工平台进行梁体浇筑施工，全桥支撑梁用三孔进行周转。由于该桥桥墩较高，为了保证结构物的可靠性，在静力分析的同时，还采用空间有限元通用程序，
　　对结构、动力静力特性进行了分析。
　　箱梁横向桥面板计算分别按框架和简支板考虑固端影响两种方法进行分析，择其大者进行截面配筋设计。
　　六、施工要点　　1. 上部施工　　（1）由于本桥为跨越老龙沟险要地形及施工采用在墩顶架设施工平台支架的施工方法，支架架设前应对支架平台进行认真设计及试验，以保证支架平台的支承力及弹性、非弹性变形控制在允许范围内。每孔支架平台应在全跨内架设，全桥共设有三孔支架进行周转。来源：考试大
　　（2）主桥上部箱梁施工。采用在支架平台上逐孔现浇施工的方法，施工程序如下：　　a. 完成第一、二跨支架平台搭设及预压后，安装第一孔箱梁梁段模板及钢筋至第二孔的0.2L处（第一个施工缝），然后浇筑混凝土。浇筑时，应保证钢束连接器处混凝上端面与钢束中心线垂直，待箱梁混凝土达到85％的设计标号后，方可按设计图所示，对称张拉相应钢束并接长钢束，接长钢束应通至第三施工缝处。而在第一施工缝处不张拉的预应力钢束的长度应从梁端留至第二施工缝处。
　　b. 安装第三孔箱梁梁段模板及钢筋至第三孔的0.2L处（第二个施工缝）浇筑工序及要求同前。然后浇筑箱梁混凝土，接长钢束的长度应通至第四施工缝处，而在施工缝处不张拉的预应力钢束的长度应留至第三施工缝处。来源：考试大
　　c. 重复以上两步骤直至第五跨，待第五跨箱梁混凝土强度达到85％的设计标号后，方可在梁端对称张拉所有钢束。
　　预应力张拉以张拉吨位和伸长量双控，以伸长量为主，若伸长量低于-5％和超过+10％时，应停止张拉，分析检查出原因并处理完后方可继续张拉。
　　2. 下部施工
　　下部构造墩身施工，由于本桥跨越深沟，墩身高度大，所以采用矩形薄壁空心墩。施工时利于滑摸爬升施工法，并严格控制墩身中心线的垂直性。在施工到墩顶部位时，注意预埋支架平台所需的承重构件。
　　上、下部构造施工时，应注意为下道工序预埋构件或预留孔、槽，并确保其位置准确。
　　七、结论
　　对老龙为二号桥的施工设计，使我们在预应力混凝土连续弯箱梁桥设计理论上、构造上、施工工艺上进行了一些探索。
　　该桥目前正在进行后期施工。
　　由于该桥为预应力混凝土连续弯箱梁，箱梁的内外腹板受力情况的分配如何，以及桥梁墩高达68m以上。结构物的抗震性是否与设计一致，都应做出可靠的评价，为此已建议做如下成桥状态下的实验项目：
　　（1）连续弯箱梁的静力实验及汽车活载实验。
　　（2）全桥的动力特性实验，包括结构的自振频率的测试及地震反应谱分析，以及高桥墩的变位观测。

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