古交電廠屯蘭河大橋橋型方案研究

古交電廠屯蘭河大橋橋型方案研究

1省十五重點(diǎn)工程概況古交變電站是西山通訊社有限公司投資項(xiàng)目。是山西省15個(gè)重點(diǎn)工程。改變供電為宋朝的省級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。山西省古交市。古交市興園路是電廠對(duì)外連接的重要通道,屯蘭河大橋是這條路的控制性設(shè)施。2現(xiàn)場(chǎng)勘查及結(jié)果太原煤礦設(shè)計(jì)研究院接受該橋的設(shè)計(jì)委托后,先后數(shù)次與甲方進(jìn)行溝通,并且做了斜拉橋、懸索橋、中承式拱橋、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋等橋型方案,經(jīng)過技術(shù)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、便于施工等指標(biāo)比較后,最后確定以13m×20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋?yàn)闃蛐头桨?。橋型方案確定后,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)的結(jié)果為:屯蘭河屬汾河支流,至橋位處匯水面積為1000km2,Q1%=1330m3/s,河道縱坡在橋位處為6.7‰,每年的7、8、9月份為洪水期。橋位處地質(zhì)構(gòu)造主要以卵石層為主,厚度由幾米到十幾米不等,卵石直徑幾毫米到幾十厘米不均,中間夾雜一些亞粘土,卵石層地基容許承載力[σ]=400kPa,經(jīng)過地質(zhì)評(píng)價(jià),得出地質(zhì)條件較好的結(jié)論。經(jīng)過與甲方商討,根據(jù)橋梁的實(shí)際情況取得橋梁設(shè)計(jì)依據(jù):設(shè)計(jì)荷載:汽車—超20級(jí),掛車—120,洪水設(shè)計(jì)頻率為百年一遇三百年校核。在現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的基礎(chǔ)上,確定了橋型方案:橋型為13m×20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁橋,橋面凈寬15m+2×1.5m人行道。該橋與屯蘭河斜交45°,橋梁全長(zhǎng)為275.24m,三柱式墩,U形臺(tái),墩、臺(tái)基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ),橋縱坡為0,橫坡2.0%。3定向設(shè)計(jì)3.1斜橋施工的必要性本橋與河流水線成45°斜交,如果做成斜橋,橋墩蓋梁橫向中心線與流水線平行,梁板呈平行四邊形,銳角為45°。斜橋的優(yōu)點(diǎn):橋型平順,橋墩阻水面積小。但是,斜板所受剪力大,橋梁施工較正交復(fù)雜。為了縮短工期,經(jīng)過正、斜交比較后,決定采用“斜交正做”?！靶苯徽觥钡娜秉c(diǎn)很明顯:橋墩、臺(tái)阻水面積比斜交大兩倍多,橋墩的沖刷更嚴(yán)重。為了克服以上缺點(diǎn),適當(dāng)抬高橋面,在橋墩周圍作適當(dāng)鋪砌,橋建成后須加強(qiáng)維護(hù)。3.2河寬度長(zhǎng)的計(jì)算橋位處天然河段寬194.6m,古交市規(guī)劃局規(guī)劃,該河段未來河寬為90m,灘地和河槽高差約為3m,計(jì)算現(xiàn)橋墩一般沖刷和局部沖刷以未來河寬為依據(jù),適當(dāng)考慮現(xiàn)在的實(shí)際情況,這樣計(jì)算,考慮了未來的發(fā)展。3.3包氏公式的原理以未來規(guī)劃河寬計(jì)算橋墩臺(tái)基礎(chǔ)沖刷,可以認(rèn)為橋位處河段比較穩(wěn)定,所以沖刷計(jì)算符合使用包氏公式的條件。包氏公式假定在有底砂運(yùn)動(dòng)的河流上,當(dāng)橋下的流速恢復(fù)到建橋以前的天然流速時(shí),沖刷即停止;河槽斷面上任一垂線上的沖刷深度與其水深成正比,此公式只適用于平原及山區(qū)穩(wěn)定河段,在我國(guó)的某些河流上比較合適。經(jīng)十余年的實(shí)踐,在古交屯蘭河上適合用此公式。3.4鋼筋的配用量橋墩基礎(chǔ)斷面呈梯形,橫向長(zhǎng)16.60m,寬平均4m,長(zhǎng)寬比約為4∶1,為了克服地基不均勻沉降給基礎(chǔ)帶來的影響,必須在底部和兩側(cè)配適量的鋼筋。3.5安裝鋼板、壓橋因?yàn)闃蛎娌捎脼r青混凝土,為暗埋式伸縮縫的使用創(chuàng)造了條件。暗埋式伸縮縫是在梁兩跨交界處的橋面鋪裝層找平以后,放置鋼板,每塊鋼板寬度為0.2m,長(zhǎng)度為0.5m,厚度為12mm,一端與預(yù)埋在鋪裝層上鋼筋焊接固定,一端自由,上面鋪Ⅰ、Ⅱ型改性瀝青,全橋共設(shè)13道伸縮縫。這種伸縮縫施工簡(jiǎn)便,橋面連續(xù)、均勻。3.6預(yù)應(yīng)力混凝土梁古交電廠是依靠煤作為發(fā)電原料,用量相當(dāng)大,且全靠公路運(yùn)輸,橋梁承受載荷大,作用頻率高。在這種情況下,提出了使用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁。先張法是在灌注混凝土前憑借臺(tái)座等設(shè)備張拉鋼筋(鋼絲或鋼絞線),待混凝土達(dá)到足夠強(qiáng)度后,放松預(yù)應(yīng)力鋼筋,由端頭鋼筋與鄰近混凝土間的粘結(jié)作用將預(yù)應(yīng)力傳給混凝土。它的優(yōu)點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼絞線可不用特制的錨具,靠它與混凝土的粘結(jié)作用傳遞預(yù)應(yīng)力;先張梁的承載能力及抗裂性均優(yōu)于后張式的預(yù)應(yīng)力混凝土梁。3.7橫坡地塊,利于梁的施工橋梁縱坡為0,先張梁底部可以省去三角楔形塊,便于梁的施工。橫坡設(shè)在鋪裝層下,墩蓋梁頂部則做成水平面,加快了施工。為了減少洪水對(duì)橋臺(tái)的沖刷,橋臺(tái)周圍須做一些導(dǎo)流建筑物。4施工期間的雨水管理本橋于2001年12月完成設(shè)計(jì),2002年5月開始施工,同年10月竣工驗(yàn)收。施工期間正是雨季,橋之