新密地大桥设计优化计算介绍
20页1、新密地大桥设计优化计算介绍新密地大桥设计优化计算介绍1 工程背景工程背景攀枝花市新密地大桥位于老密地大桥下游约 26m 处,为上承式悬臂施工混凝土箱型拱。新密地大桥主桥全桥长 296m,桥跨布置为 27.5m+22.5m+净跨182m+22.55m+27.5m,桥面宽 30.0m。主桥采用对称结构,跨中设凸曲线,竖曲线半径为 4500m,两侧纵坡为2%。桥面行车道采用双向 1.5%横坡,人行道采用 1.0%倒坡。在桥梁的横向采用分幅式结构。两幅桥的拱座、拱圈(肋) 、拱上立柱、横幅、交界墩、引桥墩、桥台均无联系。图 1 为新密地大桥的桥跨布置图。图 1 新密地大桥的桥跨布置图新密地大桥主桥采用双向四车道,一级公路标准,设计车速为 60km/h。设计荷载为汽车荷载公路 I 级,人群荷载为 3.0kN/m2,设计地震动峰值加速度为0.15g,设计洪水频率为 1/300,航道等级为级(1)类航道。新密地大桥主桥为钢筋混凝土箱型拱桥,净跨径 L0=182m,净矢,拱轴系数 m=1.988 的等高截面悬链线拱,采用挂篮悬臂浇筑法施001/6F L工。每肋拱箱为单箱双室结构,高 3.2m,宽 9m
2、。拱箱分 29 个节段施工,其中两岸各设一个拱脚搭架现浇段,拱顶设一个吊架浇筑合龙段,其余 26 个均为挂篮悬臂浇筑段。拱上结构为梁式腹孔拱,上立柱采用双柱式,车道梁采用简支小箱梁,半幅桥由 6 片小箱梁组成,下部结构也采用拱座+桩基础。图 2 拱箱断面图(单位 cm)主桥上部结构由主拱圈、垫梁、拱上立柱(部分含横系梁) 、横墙、盖梁、简支小箱梁共 6 部分组成。每肋拱圈由 6 片拱箱组成,每片分 9 段预制,9 段吊装。拱箱(图 2)高 3m,其中预制节段高 2.9m,底宽 1.56m,边箱顶宽1.51m,中箱顶宽 1.42m。拱箱顶板厚 25cm,其中现浇层厚度为 10cm,底板厚度为 20cm,边腹板厚度为 16cm,中腹板厚度为 10cm,吊点处横隔板厚15cm,其余横隔板厚 10cm。箱内横隔板设置在接头处、立柱和横墙对应位置、以及间距较大处。拱圈各组成构件均采用 C50 混凝土。拱上立柱底部设横向通长的垫梁。垫梁宽 1.5m,短边高 1.2m。垫梁采用 C30 混凝土。拱上立柱采用双柱式,截面尺寸为 120cm(横桥向)130cm(纵桥向) ,1#立柱,2#立柱,13#立柱
3、和 14#立柱设置横系梁,截面尺寸为 80cm(宽)110cm(高) 。拱上立柱,横系梁采用 C30 混凝土。拱上横墙宽 8.4m,厚1.5m,采用 C30 混凝土。拱上立柱和横墙处盖梁均为预应力结构。盖梁高1.3m,宽 1.7m,采用 C40 混凝土。简支小箱梁跨径为 12.66m,梁高 85cm。半幅桥由 6 片小箱梁组成,每片小箱梁横向间距为 2.556m。主拱圈施工方案为:拱脚第一节段采用搭架现浇扣锚索挂索、张拉斜拉扣挂法两岸对称悬臂施工 2#-14#节段合龙前对拱圈、扣索、锚索和扣塔应进行全面的线形、索力、偏位调整跨中合龙扣锚索卸扣拆除拱上立柱施工小箱梁施工附属结构施工。施工临时扣索、锚索采用高强低松弛钢绞线,符合 GB/T 5524-2003 标准,标准抗拉强度 Ryb=1860MPa;弹模E1.95105MPa。扣索、锚索的下料长度应为钢绞线的无应力长度,并进行扣锚索静载破断试验、动载疲劳试验,要求扣锚索的安全系数在任何情况下均不小于 2.5。索塔设计必须采用切实有效的措施保证在拱圈施工过程中的自身稳定安全性要求。索塔设计应根据设计要求和施工实际情况,由承包人制定具体索塔
4、设计方案。 )索塔中设置扣索的张拉平台和联接装置,扣锚索的张拉锚下部位及整个装置,须有足够的刚度,不会因该处的变形而影响拱圈施工精度。图 3 为新密地大桥施工时临时索塔及扣锚索布置图。图 3 新密地大桥施工临时索塔及拉索布置图在钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工过程中,一个标准拱段的施工按“挂篮就位、立模并绑扎钢筋调整扣锚索索力浇筑 1/2 拱段混凝土再次调整扣锚索索力浇筑余下的 1/2 拱段混凝土张挂新的扣锚索”。标准浇梁段典型施工流程如 4 所示。图 4 标准悬拼梁段典型施工流程图2 施工阶段施工阶段有限元模拟有限元模拟新密地大主桥拱圈的施工采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工方法,即在拱脚桥台处安装临时塔架,用一侧斜拉索一端扣住混凝土现浇拱圈节段,另一侧锚索锚固在台后的锚碇上,通过悬臂挂篮逐段悬臂浇筑拱圈混凝土。现场施工时将主拱圈分为 29 个节段,其中 1#拱圈节段在支架上施工,其余节段分别从两侧拱脚处开始分别向跨中各对称悬臂浇筑 14 个节段,直至拱顶合龙。详细的施工过程模拟如下表 2 所示:表 2 施工过程模拟施工序号工作内容涉及结构施工序号工作内容涉及结构1搭架现浇段现浇 1#张拉锚索及扣索
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