淺談高速公路橋梁變更設(shè)計：以伊朗BR-06L/R特大橋為例

張海英 蘇曉芳

河南緯澤工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016

淺談高速公路橋梁變更設(shè)計：以伊朗BR-06L/R特大橋為例

張海英 蘇曉芳

河南緯澤工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016

本文主要介紹了伊朗德黑蘭北部高速公路BR-06L/R特大橋的概況、技術(shù)標準及采用規(guī)范，簡述了橋梁的自然地理條件，介紹了橋梁的總體設(shè)計以及施工重點注意事項。

橋梁；結(jié)構(gòu)體系；變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁

伊朗德黑蘭北部高速公路BR-06L/R特大橋位于伊朗德黑蘭北部山區(qū)，位于9度地震區(qū)。高速公路在塔隆河谷與桑干河谷交匯處的上游跨越桑干河谷，以BR-06橋通過。桑干河谷深切，坡岸陡立，谷底到橋面高達80余米。BR-06L/R特大橋原設(shè)計跨徑89+170+89=348m，鑒于開挖土方量較大、造價較高等原因，經(jīng)多方研究確定進行變更設(shè)計。

一、橋梁設(shè)計

1.橋梁方案的確定

原設(shè)計主橋采用預應力混凝土連續(xù)梁，橋梁中心樁號BK10+152.5，跨徑布置為89+170+89=348m。主橋橫橋向采用雙幅橋布置，橋面寬2×13.1m，橋梁面積9118m2。原橋右幅4’截面箱梁中心處有被交道下穿，橋下凈空高2.69～4.26m，需改移道路，凈空才能滿足使用要求。橋墩及箱梁施工對山體開挖較大，為減小開挖工程量和降低施工對既有道路的干擾，經(jīng)過前階段方案設(shè)計比選，變更設(shè)計采用左右兩幅橋分離、錯墩布置方式行。為避免地震作用下左右兩幅箱梁相互碰撞，左右幅箱梁之間設(shè)置不小于2.0m的水平凈距。橋梁上部仍采用原施工圖設(shè)計的預應力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁方案，跨徑布置為83+150+86=319m，橋梁長度較原施工圖設(shè)計縮短29m；橋面寬2×13.1m，橋面面積8358m2。左幅橋橋梁起點樁號（伸縮縫中心）：BLK9+891.5，終點樁號：BLK10+210.5；右幅橋橋梁起點樁號（伸縮縫中心）：BK9+872，終點樁號：BK10+191。橋跨調(diào)整后，橋下被交道凈空大于5.2m，滿足通行要求，同時也較大程度地減少了對山體的開挖。

2.總體布置

跨徑布置為83+150+86=319m。上下行分幅布置，標準段箱梁頂面設(shè)有2%橫坡，以相應道路設(shè)計標高為原點分別向左右傾斜，箱梁底板橫向保持水平，箱梁腹板左右高度不等形成橫坡。根據(jù)道路平面線形，橋梁在里海側(cè)的邊跨部分進入緩和曲線，左右兩幅橋梁分叉。緩和曲線段設(shè)置曲線超高，左線橋橫坡由2%變化到6.04%，右線橋橫坡由2%變化到0.87%。地質(zhì)報告表明，墩臺基礎(chǔ)均要求放在新鮮基巖上；應加強施工地質(zhì)工作，根據(jù)橋梁基礎(chǔ)現(xiàn)場開挖所揭露的地質(zhì)情況，復核基礎(chǔ)埋置深度。根據(jù)總體道路的縱斷面設(shè)計，本橋箱梁全部在3%縱坡范圍。

3.上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)為三跨預應力混凝土變高度連續(xù)梁，跨徑組合為83+150+86=319m。邊跨與中跨之比為0.553～0.573；主墩處梁高9.5m，梁高與主跨之比為1/15.79；邊跨直線段和主跨跨中合攏段梁高為3.5m，梁高與主跨之比為1/42.9；梁高按1.8次拋物線變化。

全橋橫斷面采用兩組獨立單箱單室箱梁，單幅橋箱梁頂板寬13.1m，底板寬6.5m，頂板挑臂3.3m；箱梁頂板厚度0.28m；底板厚度由主墩頂0.9m變至跨中0.28m，變化規(guī)律同梁底變化曲線；腹板厚度由主墩頂1.2m變至0.7m，再由0.7m變至0.6m，再由0.6m變至0.5m，跨中腹板厚度0.5m。

三跨連續(xù)梁在兩個主墩上用永久支座、臨時固結(jié)及扇形支架構(gòu)成兩個“T”，用掛籃分段對稱懸臂澆注。在落地支架上澆注邊跨直線段與邊跨合攏段，在吊架上澆注跨中合攏段，墩頂0號、1號節(jié)段在扇形支架上澆注，兩個“T”各分為18對梁段，懸臂澆注最大梁段重量為1560kN。0號段長2×5m，邊跨合攏段長2m，中跨合攏段長2m。

主梁采用三向預應力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。預應力均采用真空壓漿工藝；縱向預應力設(shè)置有頂板束、腹板束、頂、底板合攏束及備用束等。管道成孔采用塑料波紋管；均采用群錨錨固體系；橫向預應力采用415.24（15-4），縱向布置間距0.5m，單端整體張拉，管道成孔采用扁形金屬波紋管，固定端采用H型錨；豎向預應力采用精軋螺紋粗鋼筋JL25（785級）及相應的預應力錨固體系，縱向布置間距0.5m。

4.下部結(jié)構(gòu)

主墩墩柱采用空心薄壁墩，順橋向?qū)挾?.0～7.52m，橫橋向?qū)挾?.0～10.0m，壁厚0.7m，墩頂1.5m范圍為實心段。墩柱四角采用R＝0.05m圓倒角。根據(jù)總體布置與地形條件，左線1號主墩立柱高度約27.5m，右線1號主墩立柱高度約29.5m ；2號主墩立柱高度約65m。為增強墩身的延性，在墩頂、墩底各1/6柱高區(qū)域?qū)拷钸M行了加密?？拐鸾Y(jié)構(gòu)的箍筋末端做成135°的彎鉤，且彎鉤平直段長度大于箍筋直徑的10倍。

根據(jù)橋墩處地質(zhì)情況，1號橋墩處設(shè)置擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)厚2×2.0m，基底平面尺寸12.5×15.0m；2號橋墩采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，承臺厚度3.5m，承臺平面尺寸為14.6×14.6m，為減少承臺施工對山體開挖，承臺在平行于路線的基礎(chǔ)上整體旋轉(zhuǎn)45°；橋墩基礎(chǔ)采用群樁基礎(chǔ)，樁徑2.20m，一個承臺下設(shè)9根，樁間距為5.5m，按嵌巖樁設(shè)計。為加強基底的抗震穩(wěn)定性，在1號橋墩基礎(chǔ)底設(shè)置了抗拉錨桿，錨桿長4.0m，同時要求地基開挖時預留部分石筍伸入基底墊層中。根據(jù)地質(zhì)報告，承臺基礎(chǔ)直接放在新鮮基巖上。

根據(jù)總體布置與地形條件，橋臺位于巖坡上。橋臺采用群樁基礎(chǔ)。為滿足抗震穩(wěn)定性要求及抵抗橋臺阻力器在地震作用下產(chǎn)生的水平拉力，橋臺采用大直徑鉆孔樁，樁徑2.20m。一個承臺下設(shè)4根。基樁按嵌巖樁設(shè)計。

5.結(jié)構(gòu)分析

內(nèi)力計算采用平面桿系有限元程序，荷載橫向分配系數(shù)采用鋼接板（梁）法計算，并用梁格法進行驗算。橋面板計算按單向板和懸臂板計算。

二、施工重點

1.上部結(jié)構(gòu)施工

連續(xù)梁采用懸臂澆筑法施工，先邊跨合攏，再中跨合攏的施工順序，詳見橋梁指導性施工順序圖。施工單位應根據(jù)設(shè)計的指導意見，編制詳細的施工方案。

2.連續(xù)梁施工要求

在0＃段施工方面，為確保墩頂段施工的質(zhì)量，應在人孔、預應力管道及鋼筋密集處注意砼的密實度。由于墩頂橫梁較厚，施工時應采取措施加強養(yǎng)護，以防止由于水化熱對砼產(chǎn)生不利的影響。

在懸臂澆筑段施工方面，在墩頂段砼澆筑后張拉0＃節(jié)段橫向預應力束，縱向預應力束，豎向及橫梁上預應力筋，并進行墩梁臨時固結(jié)，然后在0＃段上對稱于橋墩拼裝掛籃，利用掛籃逐段懸臂澆筑各節(jié)段砼，各節(jié)段接頭處應嚴格按照施工縫處理，鑿毛砼表面，露出石子并清洗干凈。在此階段中，應按施工圖準確布設(shè)鋼束管道(包括縱向、橫向和豎向)和鋼筋，管道位置必須準確定位。鋼束張拉后及時壓漿。各節(jié)段澆筑時，箱梁的標高應采用施工控制標高值，在接近合攏段時可對兩端的實際變形量予以酌情調(diào)整，使合攏段兩側(cè)的高差不大于20mm，相對軸線偏差不大于10mm。箱梁上設(shè)通氣孔、泄水孔，采用塑料管等耐腐蝕管材成孔，通氣孔應向箱梁外側(cè)傾斜i=1%并應防止混凝土澆搗過程中管道移位與變形。管道周圍的鋼筋應適當側(cè)彎，以滿足鋼筋的凈保護層不小于30mm的要求。

在邊跨、中跨合攏段施工方面，施工單位應將合攏段施工視為本橋施工的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，并將邊孔、中跨合攏作專題研究，對混凝土配合比、合攏段內(nèi)加強措施、合攏段連續(xù)梁張拉及縱向臨時固接釋放時機等關(guān)鍵工藝，提出詳細實施細則，事先做好施工組織設(shè)計，并經(jīng)監(jiān)理等部門同意后方可實施。

3.施工控制

連續(xù)梁施工為對稱逐段懸臂澆筑施工，先邊跨合攏，再中跨合攏，最終形成連續(xù)體系，存在結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換。在施工過程中，由于結(jié)構(gòu)的多項參數(shù)、線型與設(shè)計值有一定的差異。為此需要通過對施工進行控制的方法，達到既要確保施工過程中結(jié)構(gòu)的安全可靠，又要保證連續(xù)梁成橋后的線型和結(jié)構(gòu)受力滿足運營要求，并符合設(shè)計期望值的基本目的。

三、小 結(jié)

BR-06L/R特大橋此次變更設(shè)計使其橋梁長度縮短了29m，橋梁面積減少760m2；變更設(shè)計采用錯幅布置既滿足了被交道凈空要求，同時又有效地減少了開挖石方量；對于處于9度地震區(qū)的特大橋結(jié)構(gòu)進行了延性設(shè)計驗算。此次變更不僅有效地降低了造價，也使橋梁設(shè)計得到了更好的完善，變更意義重大。

[1]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社.1990

[2]張士鐸.橋梁設(shè)計理論[M].北京：人民交通出版社.1983

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.018

張海英（1977-），女，河南范縣人，工程師，研究方向：橋梁工程；蘇曉芳（1984-），男，河南汝州人，助理工程師，研究方向：路線交叉與橋梁工程。