V型墩剛構橋關鍵設計因素探討

張宇輝

(遼寧省交通規劃設計院)

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V型墩剛構橋關鍵設計因素探討

張宇輝

(遼寧省交通規劃設計院)

摘要：介紹了一種新型橋梁結構形式——V型墩剛構橋。并對這一結構體系在設計過程中需要重點關注的兩大關鍵因素—牛腿設置位置與V墩交角進行分析與探討，提出了參數選取時所應依據的具體原則，并最終給出了合適的設計參數。

關鍵詞：V型墩；剛構橋；結構參數；設計因素

1概述

在剛構橋設計中，為了減小支柱頂部的負彎矩，往往將立柱設計成V型墩形式，進而可以在橋梁跨徑較大時采用盡可能低的梁體建筑高度。而當跨徑較大時，混凝土收縮與常年溫差將在跨中產生較大的軸向拉力，在主跨內設置掛孔，不但釋放這一主跨內的縱向約束，使其主跨不再承受軸向拉力，還可以充分利用預制結構進行施工，降低結構施工周期的同時，盡量避免了對橋向交通的干擾。因此，V性墩剛構橋經常在高速公路跨線橋的設計方案中備受青睞。圖1即為位于浙江省寧波市段的杭州灣跨海大橋南岸接線上的V型墩跨線橋。本文即結合這一工程項目，研究分析V型墩剛構橋設計過程中所考慮的關鍵因素。

2工程概況

本項目V型墩跨線橋所處杭州灣跨海大橋南岸接線工程，工程設計樁號為k109+350和k114+240。結構特點基本一致，與高速公路的交角90°，橋面凈寬4.5m，全寬5.5m。橋下凈高大于5.0m，邊跨L1=38.5m，中跨L0=55.0m。主跨和邊跨采用3片預應力混凝土T梁，建筑高度2.25m。橋面1.5%的橫坡由鋪裝形成。V型斜腿對應上部T梁采用3條鋼筋混凝土肋板，橫橋向寬0.56m與單片T梁馬蹄底寬相同，外側面縱橋向寬均為1.0m。橋梁結構如圖1所示。

圖1

邊、中跨的上部橫截面3片預應力混凝土T梁為預制拼裝件。T梁頂板寬1.6m，中肋寬0.18m，底馬蹄寬0.56m，兩側翼緣寬度0.8m；T梁之間的濕接縫寬0.3m。橫隔板之間用臨時支撐鋼板焊接，頂部現澆混凝土，如圖2所示。3條縱向V型斜腿與基礎剛接。斜腿頂部T梁固結，形成有兩個外側懸臂的V型框架，此部分構件采用現場澆注，并與邊、中跨內預制預應力T梁采用牛腿形式進行連接。

3設計關鍵因素

V型墩剛構橋梁基本結構及典型受力分布，其整體受力性能主要受兩個因素的影響：主跨內牛腿設置位置以及V型墩交角。這兩個因素顯著影響著V型墩剛構橋整體的受力分布，合理選取這兩個參數將有助于提升結構整體受力的合理及經濟性能。以下便針對V型墩剛構橋牛腿設置位置以及V墩交角這兩大設計關鍵因素逐一進行探討分析。

圖2　上部T梁橫斷面圖

4結論

通過對沈吉高速公路典型滑坡的原因分析和具體處理方案的論述，可以得出以下主要結論：

(1)挖方邊坡滑坡主要是由于邊坡開挖改變了原有山體的自然平衡狀態，使部分土體或巖體在重力作用下，沿一定的軟弱面或層帶下滑。

(2)水是邊坡產生滑塌的主要誘因，水使邊坡巖土體比重增加，下滑力增大，同時抗剪強度指標降低，結構面間的黏結力減弱，從而產生滑塌，因此盡快排出進入滑坡體的地表水和地下水，是滑坡治理的重點。

(3)在邊坡具備放緩邊坡的情況下，清坡卸載是處理邊坡滑塌的一種重要并且行之有效的手段，具有工程量小、施工簡便、造價低且長期穩定性好等優點。

(4)邊坡治理過程中應遵循“強腰固腳”的基本原則，對穩定性差的土質邊坡，可在坡腳設置擋墻支護，增加邊坡的整體穩定性。

截至日前，沈吉高速公路通車運營已近3年時間，施工中滑塌的邊坡在處理完成后，目前均處于穩定狀態。因此，充分認識滑坡發生的機理，正確分析滑坡產生的原因，采取合理、適當的處治措施，是滑坡治理成功的關鍵。

參考文獻：

[1]公路路基設計規范(JTGD30-2004) [S]．

[2]徐邦棟．滑坡分析與防治[M]． 北京:中國鐵道出版社, 2001．

[3]王恭先，等．滑坡學與滑坡防治技術[M]．北京：中國鐵道出版社，2004．

收稿日期：2015-02-03

中圖分類號：U445

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2015)08-0155-01