袁河大橋主橋改造設(shè)計(jì)與分析

嚴(yán)智英，吳余忠

(1.新余市公路勘察設(shè)計(jì)院，江西 新余 338000；2.新余市路橋工程局，江西 新余 338000)

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袁河大橋主橋改造設(shè)計(jì)與分析

嚴(yán)智英1，吳余忠2

(1.新余市公路勘察設(shè)計(jì)院，江西 新余 338000；2.新余市路橋工程局，江西 新余 338000)

文章以袁河大橋?yàn)槔?，介紹了剛構(gòu)變截面梁橋主橋的改造設(shè)計(jì)方案，并通過建模結(jié)構(gòu)分析，提出了改造施工的要點(diǎn)，以期為類似橋梁工程的改造施工提供參考。

主橋；鋼構(gòu)；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)分析；施工要點(diǎn)

0 引言

袁河大橋歷經(jīng)多年?duì)I運(yùn)，經(jīng)組織橋梁技術(shù)人員和專家進(jìn)行評(píng)定，現(xiàn)已部分損壞，評(píng)定為危橋，需加固限行，為保障公路交通安全，改善兩岸群眾的生活生產(chǎn)條件，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并為國(guó)道G220以后升級(jí)改造做準(zhǔn)備，擬在原橋上游新建一座袁河大橋。隨著交通壓力的日益加劇，該處已形成了一個(gè)交通瓶頸，成為阻礙交通順暢的一個(gè)桎梏[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，袁河大橋項(xiàng)目的實(shí)施迫在眉睫，這是兩岸人民和政府的迫切要求，也是加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的需要。本文針對(duì)主橋改造設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 工程概況

袁河大橋的橋梁中心樁號(hào)為K112+253.47，起點(diǎn)樁號(hào)為K112+074.83，終點(diǎn)樁號(hào)為K112+432.11，橋梁全長(zhǎng)357.28 m。該橋采用整體式橋梁斷面，橋梁總寬12.5 m，引橋橋梁結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25 m的預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支小箱梁結(jié)構(gòu)，主橋采用橋墩固結(jié)的剛構(gòu)變截面梁橋，全橋共分為四聯(lián)，最大聯(lián)長(zhǎng)150 m(主橋)。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

橋面寬度：12.5 m，橫向布置為：0.5 m(防撞欄)+11.5 m(行車道)+0.5 m(防撞欄)=12.5 m；

設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)；

設(shè)計(jì)標(biāo)高線：行車道中心線；

線型標(biāo)準(zhǔn)：縱坡≤3%，橫坡雙向2%；

通航等級(jí)：Ⅵ-1級(jí)，設(shè)計(jì)通航水位：69.00 m；

橋下通航凈空凈高：2×(25 m×6.0 m)；

設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100；

抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05 g。

3 主橋橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

3.1 主橋橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主橋上部標(biāo)準(zhǔn)截面圖如圖1所示。主橋上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)，單箱單室斜腹板結(jié)構(gòu)，箱頂寬12.5 m，腹板斜度為3.5∶1，跨中處底寬6.44 m，支點(diǎn)處底寬5.64 m，單側(cè)懸臂寬2.75 m，箱梁頂板設(shè)置雙向2%橫坡。箱梁根部高度(箱梁中心處，下同)3.0 m，跨中高度為1.6 m，按二次拋物線漸變；箱梁頂板厚0.3 m，箱梁跨中底板厚0.25 m，根部底板厚0.6 m，按二次拋物線漸變；全橋腹板厚度不變化，中跨腹板垂直厚度為0.65 m，邊跨腹板垂直厚度為0.75 m。主墩頂橫隔梁厚2.5 m，為增加邊跨重量，端橫梁厚1.55 m，梁高采用2.5 m，邊跨現(xiàn)澆段及合攏段均采用實(shí)心段。除端橫梁不設(shè)置檢修孔外，其余均設(shè)置檢修孔，箱梁腹板設(shè)置氣孔，底板上設(shè)置泄水孔。

(a)跨中截面

(b)邊跨支點(diǎn)截面

(c)中跨支點(diǎn)截面

主橋設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力與橋面板橫向預(yù)應(yīng)力，由于跨徑不大，考慮到其他因素，沒有設(shè)豎向方面的預(yù)應(yīng)力。

縱向預(yù)應(yīng)力鋼束主要包括腹板下、中跨頂，邊跨頂、底板等；橫向采用扁錨體系預(yù)應(yīng)力束，一端張拉，張拉端與錨固端交錯(cuò)布置。

主橋采用雙懸臂掛籃逐段對(duì)稱澆筑的施工工藝，在0號(hào)梁段支架施工完畢后，上掛籃澆筑1號(hào)梁段，單“T”兩側(cè)對(duì)稱施工，直到最大懸臂狀態(tài)，由于邊跨較短，中跨比邊跨多一個(gè)節(jié)段，邊跨合龍后，中跨還需要繼續(xù)懸臂澆筑一個(gè)節(jié)段后才開始施工合龍段。

3.2 主橋連續(xù)剛構(gòu)分析

3.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

主橋上部縱向采用橋梁博士進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)GQJS9.5進(jìn)行校核，計(jì)算模型完全按照設(shè)計(jì)的施工順序進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算過程中充分考慮各種不良影響因素的影響，按規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)各施工階段和成橋階段進(jìn)行了驗(yàn)算[2]。主橋合龍?jiān)O(shè)計(jì)采用先邊跨后中跨的順序進(jìn)行。

主橋主要計(jì)算參數(shù)如下：

(1)計(jì)算理論：彈性階段未考慮非線性影響，采用內(nèi)力疊加原理計(jì)算；

(2)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算荷載等級(jí)：公路-I級(jí)，車道荷載按雙車道考慮，橫向折減系數(shù)、縱向折減系數(shù)、活載偏載系數(shù)、活載橫向分布系數(shù)分別是1、1.0、1.15、2.3；

(3)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度：C50，混凝土容重采用26 kN/m3，瀝青混凝土容重采用24 kN/m3；

(4)預(yù)應(yīng)力鋼絞線：滿足GB T/1552標(biāo)準(zhǔn)的15.2 mm、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1 860 MPa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉控制應(yīng)力1 395 MPa，錨具變形與鋼束回縮值(一端)ΔL=6mm；管道摩阻系數(shù)μ=0.25，管道偏差系數(shù)κ=0.001 5 1/m；

(5)非預(yù)應(yīng)力鋼筋：鋼筋直徑<12mm者采用HPB300鋼筋，反之采用HRB400鋼筋；

(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)；

(7)支座不均勻沉降：主墩5mm，交接墩3mm；

(8)地震動(dòng)峰值加速度：0.05g；

(9)箱梁日照折線正溫差T1=14 ℃，T2=5.5 ℃；

(10)箱梁日照折線負(fù)溫差T1=-7 ℃，T2=-2.75 ℃；

(11)體系溫差：計(jì)算合攏溫度20 ℃，體系升溫25 ℃，體系降溫20 ℃；

(12)施工掛籃重量取自重70t(含模板)，合攏吊架30t(含模板)；

(13)箱梁二期均布荷載(含鋼材)：71kN/m；

(14)收縮徐變天數(shù)：3 650d。

3.2.2 計(jì)算模型

全橋共劃分為66個(gè)梁?jiǎn)卧?5個(gè)柱單元，采用懸臂掛籃施工，共32個(gè)施工階段。圖2為第32施工階段模型圖，后續(xù)計(jì)算分析以該模型為基礎(chǔ)。

圖2 第32施工階段模型圖

3.2.3 計(jì)算結(jié)果

(1)承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算

圖3 抗力及對(duì)應(yīng)內(nèi)力圖(kN·m)

由圖3可知，承載能力極限狀態(tài)下全橋的正截面抗彎強(qiáng)度，滿足規(guī)范要求。

(2)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算

通過橋梁博士計(jì)算可得短期效應(yīng)組合主截面應(yīng)力情況見圖4。

(a)正應(yīng)力圖(MPa)

(b)主應(yīng)力圖(MPa)

由圖4分析可知，正常使用極限狀態(tài)下全橋的正截面抗剪及斜截面抗剪均滿足規(guī)范要求。

標(biāo)準(zhǔn)組合主應(yīng)力情況見圖5。

(a)正應(yīng)力圖(MPa)

(b)主應(yīng)力圖(MPa)

綜合以上計(jì)算可知，本橋在持久狀況下混凝土的應(yīng)力均能滿足規(guī)范要求。

4 主橋施工要點(diǎn)分析

主橋橋梁的施工要求、標(biāo)準(zhǔn)、工藝等要嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTGTF50-2011)有關(guān)條文辦理，還應(yīng)特別注意以下事項(xiàng)：

(1)梁段施工

主梁施工是先在7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)墩墩旁搭設(shè)托架，澆筑墩頂0號(hào)梁段；然后在三個(gè)主墩上按“T構(gòu)”用掛籃分段對(duì)稱懸臂澆筑梁段；最后在落地支架上現(xiàn)澆邊跨梁段及在合攏吊架上澆筑最后一個(gè)中跨節(jié)段及跨中合攏段，形成剛構(gòu)-連續(xù)梁體系。

墩頂0號(hào)梁段擬在支撐于承臺(tái)上的支架上施工。支架應(yīng)認(rèn)真設(shè)計(jì)驗(yàn)算，驗(yàn)算的主要目的是保證工程施工的安全。

在進(jìn)行懸臂橋梁的施工時(shí)，要求在澆筑或者掛籃的移動(dòng)和拆除階段保持施工的平衡性，特別是進(jìn)行橋梁的澆筑時(shí)要一次性完成?？紤]到本橋邊T的恒載重量不對(duì)稱，施工過程中需要配重。特別在大風(fēng)季節(jié)需要特別注意單“T”的穩(wěn)定性，必要時(shí)采取相關(guān)措施確保單“T”的穩(wěn)定[3]。

(2)施工質(zhì)量控制

必須嚴(yán)格控制箱梁施工縱面線形，設(shè)定好立模標(biāo)高，結(jié)合施工掛籃重量和臨時(shí)施工荷載等多種情況精準(zhǔn)計(jì)算出施工立模標(biāo)高，并且在施工過程中持續(xù)監(jiān)視箱梁標(biāo)高和計(jì)算值之間的誤差，并針對(duì)問題分析原因，可在下一梁段進(jìn)行合適的調(diào)整，確保合攏精度，業(yè)主可以委托專業(yè)單位承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)控工作。

旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情系統(tǒng)的主體交互過程是旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情發(fā)展過程中的各個(gè)部分相互聯(lián)系并協(xié)調(diào)運(yùn)行的作用過程。旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情的傳播是事件當(dāng)事人或利益攸關(guān)方、新聞媒體、官方代表及其他網(wǎng)民等主體關(guān)于旅游危機(jī)事件的情緒、態(tài)度和意見等因素隨該網(wǎng)絡(luò)輿情事件的發(fā)展而變化的過程[13]。因此，旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情系統(tǒng)的主體交互過程就是旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情的傳播過程。對(duì)旅游危機(jī)事件網(wǎng)絡(luò)輿情傳播過程的具體分析是對(duì)旅游危機(jī)事件本身和事件相關(guān)網(wǎng)絡(luò)輿情發(fā)展變化的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。

為保證橋梁箱梁的質(zhì)量，在施工前，要對(duì)混凝土進(jìn)行認(rèn)真的篩選，對(duì)混凝土的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量都要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和控制。在進(jìn)行澆筑時(shí)，要保證混凝土的密實(shí)度，因此要對(duì)混凝土進(jìn)行充分的振搗。對(duì)正常的工作縫隙要進(jìn)行仔細(xì)清潔，保證新老混凝土的結(jié)合，另外還要保證箱梁表面的光亮、整潔，還要保證顏色的基本一致，及基本的美觀等等[4]。

(3)預(yù)應(yīng)力

預(yù)應(yīng)力鋼材及預(yù)應(yīng)力錨具進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)分批嚴(yán)格檢驗(yàn)和驗(yàn)收，妥善保管。

預(yù)應(yīng)力鋼材要滿足以下幾個(gè)方面的要求：凡有接頭的預(yù)應(yīng)力鋼絞線部位不能使用；鋼絞線使用前應(yīng)作除銹處理；所有預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備應(yīng)按有關(guān)規(guī)定認(rèn)真進(jìn)行標(biāo)定。

所有預(yù)應(yīng)力管道的位置必須按設(shè)計(jì)圖定位準(zhǔn)確牢固，管道順直，波紋管應(yīng)具有足夠的剛度和密水性，接頭處嚴(yán)防漏漿和卷口[5]。

(4)主橋箱梁普通鋼筋施工

進(jìn)行主橋箱梁普通鋼筋施工時(shí)，對(duì)鋼筋的質(zhì)量和施工工藝也是有要求的。一般來(lái)說(shuō)，要滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。對(duì)于斷開的鋼筋，要進(jìn)行合理的焊接，焊接的施工技術(shù)要符合有關(guān)方面的規(guī)定。當(dāng)鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道在一定范圍內(nèi)發(fā)生沖突時(shí)，要首選對(duì)普通鋼筋進(jìn)行移位，這樣做的主要目的是保證管道的位置。在鋼束錨固處，如果普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生沖突，可以對(duì)普通鋼筋進(jìn)行操作，適當(dāng)?shù)貜澱?，這樣做也是為了保證管道的位置，但是在施工完成后，如果允許的話，要將普通鋼筋彎折部分進(jìn)行及時(shí)恢復(fù)[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

袁河大橋?yàn)闁|西走向，新橋建成后，可以有效緩解老橋壓力，形成左右分流，延長(zhǎng)老橋的使用壽命。該大橋是分宜至宜春彬江必經(jīng)道路，新橋建成后，可有效促進(jìn)兩地經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由此可見，橋梁在經(jīng)過合理設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，把握施工的每個(gè)環(huán)節(jié)，才能確保橋梁實(shí)現(xiàn)其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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Main Bridge Reconstruction Design and Analysis of Yuanhe Bridge

YAN Zhi-ying1，WU Yu-zhong2

(1.Xinyu Highway Survey and Design Institute，Xinyu，Jiangxi，338000；2.Xinyu Road & Bridge Engineering Bureau，Xinyu，Jiangxi，338000)

With Yuanhe Bridge as the example，this article introduced the reconstruction design programs for main bridge of rigid frame variable-section girder bridge，and through the modeling and structural analysis，and proposed the reconstruction key-points，hoping to provide the reference for the transformation construction of similar bridge projects.

Main bridge；Steel structure；Design；Structural analysis；Construction key-points

U445.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.10.018

1673-4874(2016)10-0066-05

2016-09-05

嚴(yán)智英(1979—)，工程師，研究方向：公路橋梁的勘察設(shè)計(jì)。