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京福高速公路大蒲高架桥主桥设计简介

摘 要 介绍京福高速公路大蒲高架桥主桥三跨等截面连续箱梁的设计特点。
关键词 等截面连续箱梁 结构设计 单支承
1 概述
大蒲高架桥位于闽侯境内,是北京至福州国道主干线福州境内的一座大桥,桥梁全长2015.1m,主桥斜跨国道316(交角为34.4°)。本桥东岸受软土路基控制,西岸接南屿互通立交主线桥。大蒲高架桥布孔方案左幅为:(1孔20m预应力砼简支T梁)+(23+35+23m预应力砼等截面连续箱梁)+(1×20m预应力砼简支T梁)+(3联5×30m预应力砼连续T梁)+(8联6×30m预应力砼连续T梁)。右幅为:(2×20m预应力砼简支T梁)+(23+35+23m预应力砼等截面连续箱梁)+(3联5×30m预应力砼连续T梁)+(8联6×30m预应力砼连续T梁)。桥位平面图及主桥立面布置分别见图1和图2。
本桥的突出特点:主桥上部为等截面连续箱梁,下部为独柱墩,这是我省高速公路上首座此类型的桥梁。图1 桥位平面图   见附件
2 设计技术标准
(1)计算行车速度:80km/h;
(2)设计荷载:汽超20-级,挂-120;
(3)桥面净宽:净11+2×0.5m;
(4)设计水位:8.3m(百年一遇);
(5)地震基本烈度:7度,按8度设防;
(6)气候:年平均气温19.6°C,年平均降水1343.8mm,年平均风速2.8m/s,年平均相对湿度77%。
图2 主桥立面图   见附件
3 主桥上部构造
本桥主桥为(23+35+25)m三跨等截面连续箱梁,箱梁高2m,断面为单箱双室,两翼悬臂长2.5m,底宽7m。在边跨跨中和中跨跨中均设置一道实体厚30cm的中隔板,在各跨支承处均设置一道实体厚100cm或120cm的端隔板。主桥中支承为单点单支承,边支承为双点支承。箱梁纵向布置预应力钢绞线。
根据箱梁结构受力特点及布置预应力钢绞线的要求,拟定结构尺寸如下:
⑴顶板:在端隔板至跨中方向4m范围内顶板厚度由45cm过渡到20cm;中隔板两侧20cm范围内顶板厚度由30cm过渡到20cm。
⑵底板:在端隔板至跨中方向4m范围内底板厚度由40cm过渡到20cm;中隔板两侧20cm范围内底板厚度由30cm过渡到20cm。
⑶肋板:肋板承受截面剪应力及主拉应力,并承受局部荷载产生的横向弯矩,其厚度还必须满足布置预应力钢筋及浇筑混凝土的要求。因本桥箱梁断面为单箱双室,所以有3个肋板,在端隔板至跨中方向4m范围内边肋板厚度由70cm过渡到35cm,中肋板厚度由90cm过渡到35cm;中隔板两侧20cm范围的内边肋板厚度由55cm过渡到35cm,中肋板厚度由75cm过渡到35cm。
⑷梗腋:顶板与肋板交接处设80×25cm的上梗腋,以减少崎变应力,减少桥面板跨中弯矩,避免应力集中。底板与肋板交接处设25×25cm的下梗腋。
4 主桥下部构造
由于本桥是斜跨316国道的高架桥,因此主墩采用圆形独柱墩,具有整体外形简洁美观,桥下通视好的优点。为布置支座需要,主墩顶1.4m范围内直径由1.9m过渡到1.6m,并采用40#混凝土,其余部分为30#混凝土,主墩支座采用KPZ抗震盆式橡胶支座,主墩构造见图3。连接墩为圆形双柱轻型墩,墩径为1.5m,连接墩构造见图3。基础均为钻孔灌注桩。
图3 桥墩构造图   见附件
5 上部结构计算
采用同济大学"桥梁博士2.8版直线梁桥平面杆系有限元程序"进行主桥上部结构内力分析及配索,截面尺寸详见图4典型断面图。整个上部结构共划分为185个节点,328个单元,其中纵梁根数有5根,总计180个单元。纵梁单元编号如下:
  ①号纵梁 单元编号 1~36
  ②号纵梁 单元编号 37~72
  ③号纵梁 单元编号 37~108
  ④号纵梁 单元编号 109-144
  ⑤号纵梁 单元编号 145~180

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