預應力混凝土剛構橋梁設計要點分析

李 戈

(銅仁市公路勘察設計院)

1 橋位概況

橋梁跨越銅仁市錦江。橋位處為九龍洞風景區。錦江為長江水系沅江左岸的一級支流?？菟畷r河面寬度約170 m，最大水深11 m，流量120 m3/s。五年一遇洪水位與枯水位相差2.83 m，河面寬達到200 m。主河床表層為0 ～1.3 m 厚的淤泥和厚度約1.6 m 砂夾卵石層，以下為中風化鈣質粉砂質泥巖，其飽和單軸抗壓強度標準值frk=17.6 MPa，承載力基本容許值［fao］=1 500 kPa。本工程主要采用圓柱式橋墩。

2 主要技術指標

(1)設計核載:公路－Ⅱ級;人群核－2.8 kN/m2;(2)橋面凈寬:凈6.5 m+2 ×1.0 m(人行道)+2 ×0.25(欄桿)，全寬9.0 m;(3)設計洪水頻率:1/100;(4)設計使用年限:100年(主體結構);(5)抗震設防烈度:Ⅵ度;(6)橋頭引道:單車道四級;(7)設計速度:20 km/h;(8)通航等級:Ⅵ(2)級雙向通航。

3 設計要點

3.1 總體布置

上部為50 +90 +50 m 預應力混凝土連續剛構。0#橋臺為重力式U 形橋臺、承臺樁基礎;3#橋臺為實體橋臺、樁基礎;1、2#橋墩為雙排雙柱式橋墩，墩柱與主梁固結。

3.1.1 橋梁線形

(1)橋面縱坡:+0.3%;(2)橋面橫坡:雙向1.5%;(3)平面線形:位于直線段上。

3.1.2 特征高程

(1)橋位處1/100 設計洪水位高程:237.230 m;(2)橋面高程受兩岸道路高程限制:設計高程為244.165 ～244.766 m;(3)通航凈空:Ⅵ(2)級航道，最高通航水位235.13 m，雙向通航凈寬40 m。

3.2 下部構造

1、2#橋墩為雙排雙柱式橋墩與主梁固結，橋墩墩柱及樁基直徑均為1.6 m。橋墩樁基采用棧橋施工方案，并配合型鋼加固支撐等輔助施工方式形成樁基施工平臺。

0#橋臺為重力式U 形橋臺、承臺樁基礎，承臺厚2.0 m，樁基直徑為1.6 m。橋臺尾設搭板過渡。

3#橋臺為實體橋臺，承臺樁基礎，承臺厚2.0 m，樁基直徑1.6 m。

3.3 上部構造

3.3.1 箱梁

橋梁1#、2#橋墩每個“T”構縱向對稱劃分為12 個對稱梁段，邊跨主梁現澆段長3.92 m，邊、中合攏段長度均為2 m。梁段數×梁段長度從根部至跨中分別為10 m(0#～1#梁段)、3 ×3m、4 ×3.5 m、4 ×4 m、2 m(合攏段)，懸臂累計總長41.5 m。懸臂澆筑梁段均采用掛籃懸臂澆筑，懸臂澆筑梁段最大重量為92.3 t(2#梁段)，掛籃設計自重應不大于40 t(包括全部施工荷載)。全橋共有3 個合攏段，合攏段長度均為2 m(采用型鋼作合攏段勁性骨架)。

(1)箱梁寬:箱頂寬9 m，底寬4.5 m，頂板兩側懸臂長度各2.25 m。

(2)箱梁高度及梁底變化曲線:箱梁高度(中線處頂底板之間的高度)為5.6 m，現澆段和合攏段梁高均為2.1 m，懸臂澆筑的梁高梁底下緣按1.8 次方拋物線變化。

(3)頂板厚度:除0#梁段為50 cm 外，其余為28 cm。箱梁頂面設雙向1.5%的橫坡。

(4)箱梁底板厚度:0#梁段箱梁底板厚140 cm，合攏段及現澆段底板厚32 cm，根部至合攏段按1.8 次方拋物線由57 cm 漸變至32 cm。為保持箱內干燥，在箱梁根部區段底板上設泄水孔(兼通氣孔)，并在孔洞上設置鋼絲網，以避免雜物堵塞。

(5)箱梁腹板厚度:0 ～8#梁段腹板厚70 cm，9#梁段腹板厚由70 cm 漸變至50 cm，10#梁段～12#梁段腹板厚均為50 cm，合攏段～現澆段腹板由50 漸變至100 cm。每個梁段的腹板上均設置抗剪齒口。腹板預留直徑為10 cm 的通風散熱孔，孔洞處設置鋼絲網防止飛禽進入，污染箱梁內環境。通風孔若與預應力管道或普通鋼筋沖突時，可適當調整通風孔位置。

(6)橫隔板:0#塊設置兩道橫隔板，每道厚0.8 m，邊跨端支點處橫隔板厚度1.92 m，橫隔板均設置人洞。

(7)加勁矮橫肋:在中跨合攏段附近的箱梁底板設置加勁矮橫肋，矮肋厚0.35 m，高0.5 m;共設置8 道。

3.3.2 預應力鋼束

(1)縱向預應力束

縱向預應力鋼束共有懸臂澆筑腹板下彎束、懸臂澆筑頂板束、中跨底板束、邊跨底板束、中跨合攏束、邊跨合攏束、頂板懸澆預備束、邊跨底板預備束和中跨底板預備束九種，均采用兩端對稱張拉。懸臂澆筑腹板下彎束、邊跨合攏束和邊跨底板預備束采用13φs15.2 鋼絞線束，其余鋼束采用15φs15.2 鋼絞線束。各組鋼束設計張拉控制力詳見有關設計圖。施工備用束和永久備用束均應正常安裝。施工備用束供施工臨時備用，在T 構施工完成后如無異常情況則灌漿封閉;在中跨底板設置的永久備用束在施工結束后不進行灌漿，僅將端部錨頭用防腐油脂封堵，作為后期維護備用束。

(2)豎向預應力鋼筋

豎向預應力鋼筋采用標準強度785 MPa，直徑為32 mm的JL32 精軋螺紋粗鋼筋和與其相配套的YGM－32 型錨具。

(3)橫向預應力束

0#梁段橫隔板橫向預應力鋼筋采用標準強度為785 MPa，直徑為32 mm 的JL32 精軋螺紋粗鋼筋和與其相配套的YGM－32 型錨具。

(4)預應力張拉順序

0 ～1#梁段必須待混凝土立方體強度及彈性模量達到設計強度的100%且齡期不小于7 ～10 d 后，方可張拉縱向、豎向預應力筋，并在灌漿達到設計強度后再拼裝掛籃。

箱梁分節段懸臂施工時，必須待箱梁混凝土強度及彈性模量達到設計混凝土強度等級的90%且齡期不小于7 d 后，箱梁兩腹板對稱張拉各塊件中對應的縱向鋼束并灌漿錨固，再按設計的滯后張拉要求張拉橫向預應力和豎向預應力，并灌漿。滯后長度約為梁段長度的1/3。但合攏段完成后，應與其左右相鄰的半個梁段同時張拉橫、豎向預應力筋。

豎向預應力鋼筋張拉程序:本梁段縱向鋼束張拉完成后，張拉靠主墩一側本梁段約2/3 數量豎向預應力鋼筋;剩余1/3 豎向預應力鋼筋則與下一梁段的2/3 豎向預應力鋼筋一批張拉。每一批豎向預應力鋼筋張拉完成7 ～14 d 后，進行二次張拉，錨固后灌漿。其他梁段，以此類推。

邊跨、中跨合攏時，先安裝勁性骨架，再澆注合攏段混凝土，混凝土立方體強度及彈性模量達到設計強度的90%且混凝土養護齡期不小于7 d 后，張拉鋼束并錨固灌漿。

0 ～1#梁段預應力束張拉程序為:先張拉豎向束至50%設計噸位，再張拉橫向束到設計噸位，然后張拉縱向鋼束到設計噸位，最后再將豎向鋼束張拉到設計噸位。

3.4 橋面系及附屬設施

橋面鋪裝為復合式橋面鋪裝:面層為4 cm 厚中粒式瀝青混凝土+4 cmAC－13 細粒式瀝青混凝土;鋪裝底層為7 cmC55聚丙烯纖維鋼筋混凝土，中間設PB(Ⅰ)防水層。

［1］魏華，方健，侯小強.V 形墩及雙薄壁墩連續剛構橋設計的探討［J］.結構工程師，2006，(2):56－57.

［2］金大勇，陳金剛，鄧關彩.預應力混凝土連續剛構橋設計特點［J］.城市道橋與防洪，2006，(3):34－35.

［3］李新平.預應力混凝土連續剛構橋的加固設計［J］.華東公路，2002，(4):78－79.