大型橋梁的設(shè)計分析以及通病處理

1、大型橋梁地設(shè)計分析以及通病處理摘要：本文主要結(jié)合某大型橋梁實際情況及設(shè)計標準，闡述了該 橋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并針對大跨徑梁橋地常見病害，對本橋地設(shè)計存 在問題提出有針對性地措施，以供參考.關(guān)鍵詞：橋梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計；病害；措施abstract: this paper a large bridge actual situation and desig n sta ndards, this paper expo unds the bridge structure desig n, and in the light of Ion g-spa n bridge com mon disease of this

2、bridge desig n problems put forward some measures to for refere nee.keywords: bridge; structure desig n; diseases; measures中圖分類號：tu318文獻標識碼：a文章編號：某大型橋梁位于城市南部，全長1398m橋位處河流主河道寬約650m,輔河道寬約700m.根據(jù)前期勘測和初步設(shè)計評審意見，該橋采 用主跨138m地剛構(gòu)-連續(xù)組合體系，引橋采用先簡支后連續(xù)剛構(gòu)t 梁方案.主橋采用單薄壁墩，引橋采用獨柱t型薄壁墩；基礎(chǔ)均采用 鉆孔灌注樁.1技術(shù)標準(1)公路等級：二級公路；(2)

3、橋梁設(shè)計荷載：公路-i級；(3)設(shè)計 行車速度：80km/h;(4)橋梁寬度：橋?qū)?2.0m,行車道寬：2X 3.75m；(5)設(shè)計洪水頻率：特大橋：1/300; (6)地震動峰值加速度值: 0.05g ; (7)風(fēng)荷載：基本風(fēng)速為24n/s.2引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1引橋上部結(jié)構(gòu)采用30m及40m先簡支后連續(xù)剛構(gòu)t梁,30mt梁梁高185cm,40mt梁預(yù)制梁梁高230cm橋面寬12.0m,梁間距2.35m, 一孔共5片梁.t 梁預(yù)制后吊裝施工，待安裝就位后現(xiàn)澆整體化層、濕接縫及現(xiàn)澆連 續(xù)段,并張拉負彎矩鋼束形成結(jié)構(gòu)連續(xù).全橋橋面設(shè)2.0 %單向橫坡, 通過t梁翼板斜置形成.2.2引橋下部結(jié)構(gòu)引

4、橋橋墩均采用實心薄壁式t形墩,墩高7m-39m墩柱寬度均為3.6m,依據(jù)墩高、水深及船撞風(fēng)險，橋墩構(gòu)造分別為：140cm厚墩身配兩根d160cm樁基、180cm厚墩身配兩根d2oocm樁基、210cm厚墩身配兩根d220cm樁基.橋墩蓋梁內(nèi)設(shè)置橫橋向預(yù)應(yīng)力，橋墩樁基 均為鉆孔灌注嵌巖樁.3主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1主橋上部結(jié)構(gòu)主橋跨徑組合為66m+120m+2 138m+120m+66r為預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)-連續(xù)箱梁組合體系.箱梁梁高和底板厚度均按1.8次拋物線設(shè)計.采用 單箱單室預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，120m跨梁高從跨中3.1m變化到主墩根部地7.0m; 138m跨梁高從跨中3.1m變化到主墩根部地8.0m;兩

5、側(cè)懸臂為2X 2. 8m,懸臂板根部厚度為80cm底板寬6.0m,頂板寬11.6m;120m跨箱梁底板厚度從30cm變化到根部80cm（根部o#梁段采用直線變化加厚到120cm）; 138m跨箱梁底板厚度從30cm變化到根部 90cm（根部0#梁段采用直線變化加厚到120cm）；腹板厚度采用40cm60cm及90cm三種厚度（90cm厚度僅用在0#梁段）,中間設(shè)過渡段； o#段腹板厚度均為90cm,底板厚均為120cm.上部結(jié)構(gòu)典型截面見圖 1.圖1上部結(jié)構(gòu)典型截面（單位：cm）要注意地是，由于次中跨（120m）和正中跨（138m）地不對稱，懸臂現(xiàn) 澆分塊時,若按單個t構(gòu)全對稱設(shè)計，邊跨現(xiàn)澆段

6、長度將達到14m. 但是,由于現(xiàn)澆段處河床以上墩高達 41.5m,且該處基巖裸露，現(xiàn)澆 段支架施工難以實施，故考慮用吊架施工.計入2m合攏段后，吊架施 工長度將達到16m,梁段總重達440t,吊架設(shè)備要求太高，施工投入 太大，亦難以實施.這樣,為減小邊跨現(xiàn)澆段長度，保證施工方案經(jīng) 濟可行,在邊跨t構(gòu)懸澆階段加設(shè)一個不平衡梁段，施工時另一端利 用配重保證t構(gòu)懸澆時地平衡.3.2預(yù)應(yīng)力體系箱梁設(shè)置縱向、橫向和豎向地三向預(yù)應(yīng)力.（1）縱向預(yù)應(yīng)力：設(shè)置了 頂板束、底板束和腹板束.鋼束型號采用直徑15.2mm-12直徑 15.2mm-15直徑15.2mm-17和直徑15.2mm-19鋼絞線，除邊跨頂板

7、束采用單端張拉外，其余鋼束均采用兩端張拉.每束張拉力分別為2344kn、2930kn、3320kn 和 3711kn,錨具分別采用 15-12 錨具、15-15 錨具、15-17錨具和15-19錨具.(2)橫向預(yù)應(yīng)力：橫向預(yù)應(yīng)力鋼束 采用直徑15.2mm-3鋼絞線，一端錨固，一端張拉，相鄰兩根鋼束采用 交錯張拉錨固，每束張拉力為586kn.管道采用金屬波紋管成孔固 定端錨具采用15pb-3錨具，張拉端錨具采用15b-3錨具.(3)豎向預(yù) 應(yīng)力：箱梁豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用jl32高強精軋螺紋粗鋼筋，鋼筋標 準強度為，張拉力為673kn.管道用預(yù)埋鐵皮管成孔為防止豎向預(yù) 應(yīng)力松弛,豎向預(yù)應(yīng)力采用兩次張

8、拉工藝.3.3下部結(jié)構(gòu)設(shè)計主墩為單薄壁箱形墩，墩身壁厚均為60cm.為加強墩身防撞能力，各主墩墩身內(nèi)承臺頂面以上20m范圍內(nèi)填充砼片石.主橋中間2#-4# 主墩為墩梁固結(jié)剛構(gòu)墩.墩身橫向?qū)?.om,縱向?qū)?.0m,承臺厚為4.0m,封底砼厚0.8m,承臺配6根直徑2.2m地鉆孔灌注樁基礎(chǔ).主橋外側(cè)I#、5#主墩為墩梁分離連續(xù)墩.墩身橫向?qū)?.0m,縱向?qū)?.5m,承臺厚為3.5m,封底砼厚0.8m,承臺配6根直徑2.0m地鉆孔 灌注樁基礎(chǔ).過渡墩采用實心薄壁式t形墩，墩柱寬度為3.6m,墩厚230cm,配 4 根直徑2.2m樁基,承臺厚度為3.5m(從防撞角度考慮，過渡墩尺寸適 當加大).墩頂

9、設(shè)置挑臂式蓋梁，蓋梁內(nèi)設(shè)置橫橋向預(yù)應(yīng)力.橋墩樁基均按嵌巖樁設(shè)計，施工時嚴格清孔要求，樁底沉渣厚度均 不大于5cm.4連續(xù)剛構(gòu)常見病害原因大跨徑地梁式橋經(jīng)長時間使用后，常出現(xiàn)梁體跨中下?lián)?，腹板出現(xiàn)斜裂縫等常見病害.跨中下?lián)现饕蝽攀湛s徐變引起.早前地設(shè)計 過分追求結(jié)構(gòu)地輕型化，由此導(dǎo)致構(gòu)件較薄，混凝土地應(yīng)力高，而徐 變變形又與應(yīng)力正比.同時箱梁地板件越薄，理論厚度越小，徐變系 數(shù)則越大,后期徐變變形也就越大.從某種意義上說，結(jié)構(gòu)地過分輕 型化加大了砼梁橋地徐變變形，從而加大了跨中梁體下?lián)?腹板出現(xiàn)斜裂縫地主要原因在于砼主拉應(yīng)力過大.一方面,從上世 紀90年代,在箱梁橋地設(shè)計中，較普遍地取消彎起束

10、，而用縱向預(yù)應(yīng) 力和豎向預(yù)應(yīng)力來克服主拉應(yīng)力.這樣做方便施工，可以減薄腹板 地厚度但精軋螺紋鋼豎向預(yù)應(yīng)力筋不可靠，有效預(yù)應(yīng)力不易得到 保證,腹板易出現(xiàn)斜裂縫.另一方面,一般地平面計算中僅考慮豎向 和縱向來計算主拉應(yīng)力，未計入橫向應(yīng)力地影響，這使得主拉應(yīng)力 計算值較實際偏小，導(dǎo)致腹板易出現(xiàn)斜裂縫.5常見病害處理措施針對上述大跨梁橋常見病害及原因，本橋設(shè)計中采取了以下幾點改 進措施：(1) 適當加大箱梁梁高.箱梁墩頂根部梁高高跨比為1/17.3,跨中梁 高高跨比為1/44.5,梁高較以前地設(shè)計均做了適當提高.墩頂梁高 加大后,跨中彎矩減小，有助于減小跨中截面地應(yīng)力水平.同時,跨 中梁高加大，不僅加

11、大了截面剛度，跨中構(gòu)件理論厚度也加大，相應(yīng) 徐變系數(shù)則小這均有利于減小后期砼地收縮徐變效應(yīng)(2) 加大跨中下緣壓應(yīng)力儲備.跨中下?lián)铣Ｅc底板橫向裂縫一起發(fā) 生，并相互影響、惡化.適當加大跨中下緣壓應(yīng)力儲備，防止徐變下 撓內(nèi)力重分布引起跨中彎矩加大而導(dǎo)致底板出現(xiàn)橫向裂縫 .(3) 優(yōu)化預(yù)應(yīng)力布置，使截面高度方向壓應(yīng)力盡可能均勻布置.這樣 可使主梁受力盡可能接近軸壓構(gòu)件，砼徐變以軸向為主，有助于減 小對跨中下?lián)系赜绊?(4) 控制主拉應(yīng)力水平.適當增加腹板厚度，加設(shè)腹板彎起鋼束，在 不計入豎向預(yù)應(yīng)力效應(yīng)時，保證腹板主拉應(yīng)力不超過規(guī)范限值 0.4 .(5) 加強施工措施.設(shè)計文件中要求砼張拉齡期不少于5d,以減少