７８桥梁结构 城市道桥与防洪 ２０１７年１ １月第１ １期 不等跨连续梁桥设计及技术要点 谢居静 ，吴合良！，范胜通 （１．湖南中大设计院有限公司，湖南长沙４１００７５；２．湖南省高速公路管理局，湖南长沙４１４０００： ３．中交第二公路工程局有限公司，陕西两安７ｌ００６５） 摘要：三角塘沪昆铁路跨线桥全长６６０ ｍ，其中第４联主桥为三跨预应力混凝土连续梁桥结构，采Ｊ｝ｊ挂镌悬臂浇筑法 施Ｔ上跨韶山灌渠。运用有限元软件对其连续梁桥进行计算。分析不等跨连续梁结构受力特点，得 几点结论，吖用以指 导不等跨连续粱桥结构的施工图设计。 关键词：连续梁；悬臂浇筑；不等跨；结构设计 中图分类号：Ｕ４４８．２ｌ ５ 文献标志码：Ｂ 文章编号：ｌ００９—７７ｌ６（２０Ｉ７）ｌ１—００７８—０３ ０引言 连续梁桥以其结构稳定性好、行车舒适度高 以及施工的便捷性、复杂环境条件的适应性等优 点，在国内得到很大发展…。中等跨径连续梁通常 采用挂篮悬臂施工，变高度连续箱梁桥一般边中跨 比为０．５～０．６ｌ １。本文以三角塘沪昆铁路跨线桥为Ｔ 双幅分离式，全宽３７．０ ｍ。设计荷载为公路一Ｉ级； 桥梁抗震设防措施等级为７度 。 ２桥梁设计 ２．１计算依据的设计技术标准 （１）设计荷载。汽车荷载：公路一Ｉ级，按城一Ａ 级校核；人群荷载：３．５ ｋＰａ。 （２）主桥宽度。２．２５ ｍ（人行道）＋２．５ ｎ （非机动 车道）＋０．５ ｍ（防撞护栏）＋１３ ｒｎ（机动车道）＋０．５ ｎ＇ｌ （护栏）＋１３ ｍ（机动车道）＋０．５ ＩＩ１（防撞护栏）＋ ２．５ ｍ（非机动车道）＋２．２５ ｍ（人行道）＝３７ ｍ。 程背景，考虑各种不利作用影响，对不等跨连续梁 桥结构受力特点进行分析研究。 １工程概况 三角塘沪昆铁路跨线桥为湘乡市红仑大道二 期工程项目中的一座大桥，连接省道ｓ３ｌ２与国道 （；３２０两条干线公路，全长６６０ ｍ。桥梁设计为跨沪 昆铁路ｊＥ交正做，跨韶山灌渠孔斜交正做错墩布 （３）地震动参数。地震动峰值加速度小于０．０５ ｇ， 地震动反应谱特征周期０．３５ ｓ。 ２．２主桥计算模型 （１）箱梁构造特点 、箱梁采川Ｃ５０混凝土，半 幅桥宽ｌ８．４９ ｍ．采川单箱双室断面，箱宽１１．５ ｎｌ， 两侧悬臂翼缘板宽３．４９５ ｍ，如图２所示。 置，其余各孑Ｌ正交正做，其主桥跨越韶山灌渠，采 用左幅４０ ｍ＋７０ ｍ＋５３ ｍ、右幅５３ ｍ＋７０ ｍ＋４０ ｍ 三跨预应力混凝土连续粱。如图ｌ所示。 图１主桥桥型布置图（单位：ｃｍ） 图２主桥横断面Ｉ单位：ｃｍ） 上部结构为预应力混凝土单箱双室变截面箱 梁，下部结构主墩、过渡墩墩身为柱式墩。桥面为 收稿日期：２０１７—０７—２１ 作者简介：谢居静（１９８４一），男，湖南株洲人．硕士，工程师．从＊ 箱梁根部梁高 根＝４．３ ｍ，跨中及边跨端部梁 高 中＝２．３ ｍ，梁高变化采用２次抛物线， 根／Ｌ＝ １／１６．２７９，Ｈ中／Ｌ＝１／３０．４３５。箱梁腹板厚度０＃块采 用７０ ｅｍ，ｌ群至６群梁段采用７０（＇Ｉｌｌ，７＃梁段为过 路桥设汁¨『 作 渡段，８｝｝梁段采用５０ ｃ 。箱梁底板厚度变化采用 ２０１７年１１月第１１期 城市道桥与防洪 桥梁结构７９ 二次抛物线，由根部厚６０ ｃｍ渐变到跨中２８ ｃｍ。 主梁顶板厚度均采用２８ ｃｍ。顶板１．５％横坡由腹 《公路桥涵设计通用规范｝（ＪＴＧ Ｄ６０－－２０１５）【４Ｊ中公 式４．３．２计算得主桥结构汽车冲击系数 ＝１．０８４， 板变化高度形成，底板保持水平。 （２）预应力体系及钢束布设。箱梁采用纵向、 横向和竖向三向预应力体系。纵向钢筋束采用１５、 １２及１０束 １５．２高强低松弛钢绞线。钢绞线抗 拉强度标准值． ＝１ ８６０ ＭＰａ，均采用两端张拉。 预应力管道均采用内径为９０ ｍｍ塑料波纹管，真 空压浆工艺灌浆。顶板横向预应力钢束采用３股 ｌ５．２高强低松弛钢绞线，间距５０ ｃｍ，钢绞线抗 拉强度标准值． ＝１ ８６０ ＭＰａ，均采用交错单端张 拉。预应力管道采用配套扁形塑料波纹管６０ ｍｍ× ２２ ｍｍ，真空压浆工艺灌浆。竖向预应力采用精轧 螺纹钢筋，布置于腹板内。每一梁段三向预应力张 拉顺序为：纵向一竖向一横向。 （３）箱梁施工步骤及体系转换。主桥采用悬臂 浇筑法施工，悬臂共分９节段：０号块纵向长１０ ｍ， １－６号块块长３．５ ｍ，７～８号块块长４．０ ｍ。０号块 采用墩旁支架现浇；１—８号块采用挂篮悬臂对称浇 筑；９号块为边跨现浇段，采用支架施工；１０号块 为合拢段，长２ ｍ，采用吊篮施工。上部结构的施工 顺序为：先挂篮对称施工各梁段及现浇边跨现浇 段；边跨合龙后，拆除边跨现浇支架以及主墩处临 时固结，完成结构体系转换；最后中跨合龙。 （４）模型简介。本桥为三跨连续梁结构，主跨 ７０ ｍ，而边跨分别为４０ ｍ和５３ ｍ，边跨不等，箱梁 纵向计算采用有限元软件Ｍｉｄａｓ Ｃｉｖｉｌ进行计算， 主梁采用杆系变截面梁单元模拟，模型共分７３个 单元，９３个节点，４个永久支撑元，如图３所示。 图３计算模型 ２．３荷载 （１）一期恒载。容重ｒ＝２６ ｋＮ／ｍ。。 （２）二期恒载。合计１１２．１ ｋＮ／ｍ。 （３）活载。汽车荷载类别：公路一Ｉ级，按城一Ａ 级校核；人群荷载：３．５ ｋＰａ；车道数：３个；横桥向车 道折减及偏载系数：３×Ｏ．７８ Ｘ １．３＝３．０４２；冲击系 数：０．０８４３。 （４）温度。整体升降温±２０ｃＩ＝；梯度升温：ＴＩ＝ １４℃， ＝５．５℃，梯度降温为梯度升温的一０．５倍。 （５）支点不均匀沉降。按１０ ｍｍ计算。 ２．４计算结果分析 （１）连续梁桥竖向自振频率为１．７６１ Ｈｚ。按 如图４所示。 图４竖向一阶振型 （２）连续梁各截面在汽车荷载作用下的内力值 见表Ｉ。 表１汽车荷载作用下各截面弯矩内力值 从表１可以看出不等跨连续梁在５３ ｍ边跨 跨中截面最大弯矩２０ ２７２ ｋＮ・ｍ＞７０ ｍ中跨跨中 截面最大弯矩１８ ６５１ ｋＮ・ｍ＞４０ ｍ边跨跨中截面 最大弯矩１６ ４４６ ｋＮ・ｍ。因此，可得出结论：边中跨 比值越大，汽车、人群等活载的正弯矩内力值相应 地越大；反之，边中跨比值越小，汽车、人群等活载 的正弯矩内力值相应地越小。 （３）主桥半幅桥面为１８．４９ ｍ。采用单箱三室 将增加上部结构的自重，同时增大上下部结构的 投资，故最终确定主桥箱梁采用单箱双室直腹截 面。箱梁腹板尺寸初设拟定为跨中处４５ ｃｍ，支点 处６５ ｃｍ。经验算，主桥在近中支点附近部分斜截 面主拉应力较大，部分截面位置主拉应力验算不 满足正常使用要求。考虑到主桥半幅桥面较宽，自 重、汽车荷载较大，重新设计箱梁腹板尺寸拟定为 跨中处５０ ｃｍ，支点处７０ ｃｍ。经验算，主桥各截面 主拉应力验算均满足要求。 ８Ｏ桥梁结构 城市道桥与防洪 范规定。 ２０１７年１ １月第１ １期 （４）按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范｝（ＪＴＧ Ｄ６２—２００４）［５ｌ第５．１．５条规定的正截 ３结语 面抗弯承载力进行强度验算。箱梁７０ ｍ主跨跨中 （１）中等跨径预应力连续梁采用悬臂施丁，变高 基本组合下弯矩１１８ ９９４．４ ｋＮ・ｍ≤１５１ ９４３．８ ｋＮ・ｍ， ５～０．６。该桥由于受 ４０ ｍ边跨跨中基本组合下弯矩４３ ２８２．０ ｋＮ・ｍ≤ 度连续梁桥一般边中跨比为０．其中５３ ｍ ７６ １３９．８ ｋＮ・ｍ，５３ ｍ边跨跨中基本组合下弯矩 灌渠场地影响而采用不等跨连续梁，７５７，其跨中基本组合下弯 １２１ ８４０．３ ｋＮ・ｍ≤１５８ ３７０．６ ｋＮ・ｍ，结构重要性系 边跨的边中跨比达到０． ８４０．３ ｋＮ・ｍ。因此设计时需增加５３ ｍ 数Ｘ作用效应的组合设计最大值均小于等于构件 矩值达到１２１边跨顶底板预应力钢筋束数来提高箱梁抗弯承载 承载力设计值，满足承载能力要求。 （５）主桥模型按Ａ类预应力构件进行验算。短 力。 期组合下５３ ｍ边跨端部上缘最小压力为０．２２ ＭＰａ （２）因桥面宽度较宽，箱梁采用单箱双室截面 （压）（梁端除外），４０ ｍ边跨跨中下缘最小压力为 时，箱梁腹板尺寸应相应地进行涮整，以保证主桥 ０．６１ ＭＰａ（压）（梁端除外）；长期组合下５３ ｍ边跨 截面斜截面抗裂性满足正常使用要求。 端部上缘最小压力为１．５８ ＭＰａ（压）（梁端除外），４０ ｍ 边跨跨中下缘最小压力为２．３５ ＭＰａ（压）（梁端除 外）；作用短期效应组合下 一 ≤０．７． 参考文献： 【１］范立础．预应力混凝土连续梁桥【Ｍ Ｊ．北京：人民交通出版什， ２００１． ＝１．８５５ ＭＰａ （拉），满足规范要求。斜截面抗裂主拉应力最大为 ＝［２ Ｊ徐岳．连续梁桥［Ｍ】．北京：人民交通出版社，２０１２． ［３】ＪＴＧ厂Ｉ１ Ｂ０２－－Ｏ１０－－２００８，公路桥梁抗震设汁２￣ｔＪｌＳ１． ［４］ＪＴＧ Ｄ６Ｏ一２０１５，公路桥涵设计通用规范［ｓ】． ［５］ＪＴＧ Ｄ６２—２００４，公路钢筋 昆凝土及预应力混凝土桥涵 计舰 范［ｓ］． ０．９７ ＭＰａ＜０．５缸＝１．３２５ ＭＰａ（梁端无预应力 束通过，除外），满足正常使用要求。在消除结构 自重产生的长期挠度后主梁７０ ｍ主跨最大挠度 为２０．５ ｍｍ≤Ｙ６００＝ｌ１６．７ ｍｍ，结构刚度满足规 沈阳：浑河最长跨河桥云龙湖桥竣工通车 日前，云龙湖跨浑河桥竣工并通车，这是沈阳浑河城区段第１５座跨河通道，也是沈阳浑河城市段最 长的跨浑河桥。今后，由沈城西部的于洪新城过浑河，前往长自满融及苏家屯地区，从云龙湖桥上通过只 需５ ｍｉｎ路程，不用再绕行南阳湖桥或胜利桥了。 云龙湖桥位于浑河沈阳城市下游河段，此处树木茂盛，水草丰美，有大量的飞鸟在此栖息。南于此处 飞鸟较多，平时也是观鸟者的聚集之地，为此将这座桥的一个个桥墩外形设计成一只只展翅飞翔的鸟，飞 鸟的翅膀则用Ｖ形桥墩来体现。建成后的云龙湖桥成为全国首座ｖ形墩的特大桥。 大桥全长１ ７０７．１１ ｍ，其中主桥长达１ ０２５．２ ｍ，现为沈阳浑河城市段最长的跨河桥。桥宽４０ ｒＩｌ’双向 ８车道，两侧建有５ ｍ宽非机动车道和人行道。大桥北侧的引桥将与阳光路（大堤路）平交，采取信号灯控 制。桥南侧将与大堤路形成空中立交，从空中跨越南岸大堤路。 云龙湖桥处于沈阳城区的西南部，是连接铁西区张士开发区、于洪新城、和平区长白地区、苏家屯 南北方向重要交通节点。该桥距离南阳湖大桥浑河下游两千余米，处于阳光路（大堤路）与南三环之间。 龙湖大桥北侧连接于洪区规划建设的云龙湖街，南侧连通和平、苏家屯区规划建设的桂花街。 目前南阳湖桥沟通了浑南大道东西向的交通，而城区西南部南、北向的交通通行，则需花半小时绕行 至胜利大桥。现已通车的云龙湖桥把浑河北岸的于洪新城与南岸的和平长白岛满融地区连接起来，进而 沟通铁西区和苏家屯区。形成贯穿南北的交通干线，南、北向通行的车辆仅需５ ｍｉｎ就能通过浑河。 云龙湖街向北延伸至沈辽路、沈新路，实现从新民、辽中方向南下的车辆不用途经城区就能过境，大 大缓解了沈阳城区交通压力。
