袁河大橋主橋改造設計與分析

嚴智英，吳余忠

(1.新余市公路勘察設計院，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計與分析

嚴智英1，吳余忠2

(1.新余市公路勘察設計院，江西 新余 338000；2.新余市路橋工程局，江西 新余 338000)

文章以袁河大橋為例，介紹了剛構變截面梁橋主橋的改造設計方案，并通過建模結構分析，提出了改造施工的要點，以期為類似橋梁工程的改造施工提供參考。

主橋；鋼構；設計；結構分析；施工要點

0 引言

袁河大橋歷經多年營運，經組織橋梁技術人員和專家進行評定，現已部分損壞，評定為危橋，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條件，促進區域經濟發展，并為國道G220以后升級改造做準備，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，該處已形成了一個交通瓶頸，成為阻礙交通順暢的一個桎梏[1]。隨著經濟的發展，袁河大橋項目的實施迫在眉睫，這是兩岸人民和政府的迫切要求，也是加強基礎設施，發展當地經濟的需要。本文針對主橋改造設計進行詳細闡述。

1 工程概況

袁河大橋的橋梁中心樁號為K112+253.47，起點樁號為K112+074.83，終點樁號為K112+432.11，橋梁全長357.28 m。該橋采用整體式橋梁斷面，橋梁總寬12.5 m，引橋橋梁結構采用標準跨徑為25 m的預應力簡支小箱梁結構，主橋采用橋墩固結的剛構變截面梁橋，全橋共分為四聯，最大聯長150 m(主橋)。

2 主要技術標準

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；

設計荷載：公路-Ⅰ級；

設計標高線：行車道中心線；

線型標準：縱坡≤3%，橫坡雙向2%；

通航等級：Ⅵ-1級，設計通航水位：69.00 m；

橋下通航凈空凈高：2×(25 m×6.0 m)；

設計洪水頻率：1/100；

抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05 g。

3 主橋橋型結構設計與分析

3.1 主橋橋型結構設計

主橋上部標準截面圖如圖1所示。主橋上部采用預應力混凝土變截面連續剛構，單箱單室斜腹板結構，箱頂寬12.5 m，腹板斜度為3.5∶1，跨中處底寬6.44 m，支點處底寬5.64 m，單側懸臂寬2.75 m，箱梁頂板設置雙向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，邊跨現澆段及合攏段均采用實心段。除端橫梁不設置檢修孔外，其余均設置檢修孔，箱梁腹板設置氣孔，底板上設置泄水孔。

(a)跨中截面

(b)邊跨支點截面

(c)中跨支點截面

主橋設置縱向預應力與橋面板橫向預應力，由于跨徑不大，考慮到其他因素，沒有設豎向方面的預應力。

縱向預應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應力束，一端張拉，張拉端與錨固端交錯布置。

主橋采用雙懸臂掛籃逐段對稱澆筑的施工工藝，在0號梁段支架施工完畢后，上掛籃澆筑1號梁段，單“T”兩側對稱施工，直到最大懸臂狀態，由于邊跨較短，中跨比邊跨多一個節段，邊跨合龍后，中跨還需要繼續懸臂澆筑一個節段后才開始施工合龍段。

3.2 主橋連續剛構分析

3.2.1 設計參數

主橋上部縱向采用橋梁博士進行計算，并結合公路橋梁結構設計系統GQJS9.5進行校核，計算模型完全按照設計的施工順序進行仿真計算，計算過程中充分考慮各種不良影響因素的影響，按規范對結構各施工階段和成橋階段進行了驗算[2]。主橋合龍設計采用先邊跨后中跨的順序進行。

主橋主要計算參數如下：

(1)計算理論：彈性階段未考慮非線性影響，采用內力疊加原理計算；

(2)結構驗算荷載等級：公路-I級，車道荷載按雙車道考慮，橫向折減系數、縱向折減系數、活載偏載系數、活載橫向分布系數分別是1、1.0、1.15、2.3；

(3)結構混凝土強度：C50，混凝土容重采用26 kN/m3，瀝青混凝土容重采用24 kN/m3；

(4)預應力鋼絞線：滿足GB T/1552標準的15.2 mm、標準強度為1 860 MPa的預應力鋼絞線，張拉控制應力1 395 MPa，錨具變形與鋼束回縮值(一端)ΔL=6mm；管道摩阻系數μ=0.25，管道偏差系數κ=0.001 5 1/m；

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

(6)結構設計安全等級：一級；

(7)支座不均勻沉降：主墩5mm，交接墩3mm；

(8)地震動峰值加速度：0.05g；

(9)箱梁日照折線正溫差T1=14 ℃，T2=5.5 ℃；

(10)箱梁日照折線負溫差T1=-7 ℃，T2=-2.75 ℃；

(11)體系溫差：計算合攏溫度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：3 650d。

3.2.2 計算模型

全橋共劃分為66個梁單元，45個柱單元，采用懸臂掛籃施工，共32個施工階段。圖2為第32施工階段模型圖，后續計算分析以該模型為基礎。

圖2 第32施工階段模型圖

3.2.3 計算結果

(1)承載能力極限狀態驗算

圖3 抗力及對應內力圖(kN·m)

由圖3可知，承載能力極限狀態下全橋的正截面抗彎強度，滿足規范要求。

(2)正常使用極限狀態驗算

通過橋梁博士計算可得短期效應組合主截面應力情況見圖4。

(a)正應力圖(MPa)

(b)主應力圖(MPa)

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

標準組合主應力情況見圖5。

(a)正應力圖(MPa)

(b)主應力圖(MPa)

綜合以上計算可知，本橋在持久狀況下混凝土的應力均能滿足規范要求。

4 主橋施工要點分析

主橋橋梁的施工要求、標準、工藝等要嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》(JTGTF50-2011)有關條文辦理，還應特別注意以下事項：

(1)梁段施工

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

墩頂0號梁段擬在支撐于承臺上的支架上施工。支架應認真設計驗算，驗算的主要目的是保證工程施工的安全。

在進行懸臂橋梁的施工時，要求在澆筑或者掛籃的移動和拆除階段保持施工的平衡性，特別是進行橋梁的澆筑時要一次性完成。考慮到本橋邊T的恒載重量不對稱，施工過程中需要配重。特別在大風季節需要特別注意單“T”的穩定性，必要時采取相關措施確保單“T”的穩定[3]。

(2)施工質量控制

必須嚴格控制箱梁施工縱面線形，設定好立模標高，結合施工掛籃重量和臨時施工荷載等多種情況精準計算出施工立模標高，并且在施工過程中持續監視箱梁標高和計算值之間的誤差，并針對問題分析原因，可在下一梁段進行合適的調整，確保合攏精度，業主可以委托專業單位承擔上部結構的施工監控工作。

旅游危機事件網絡輿情系統的主體交互過程是旅游危機事件網絡輿情發展過程中的各個部分相互聯系并協調運行的作用過程。旅游危機事件網絡輿情的傳播是事件當事人或利益攸關方、新聞媒體、官方代表及其他網民等主體關于旅游危機事件的情緒、態度和意見等因素隨該網絡輿情事件的發展而變化的過程[13]。因此，旅游危機事件網絡輿情系統的主體交互過程就是旅游危機事件網絡輿情的傳播過程。對旅游危機事件網絡輿情傳播過程的具體分析是對旅游危機事件本身和事件相關網絡輿情發展變化的規律性認識。

為保證橋梁箱梁的質量，在施工前，要對混凝土進行認真的篩選，對混凝土的內在質量和外觀質量都要進行嚴格的篩選和控制。在進行澆筑時，要保證混凝土的密實度，因此要對混凝土進行充分的振搗。對正常的工作縫隙要進行仔細清潔，保證新老混凝土的結合，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)預應力

預應力鋼材及預應力錨具進場后，應分批嚴格檢驗和驗收，妥善保管。

預應力鋼材要滿足以下幾個方面的要求：凡有接頭的預應力鋼絞線部位不能使用；鋼絞線使用前應作除銹處理；所有預應力張拉設備應按有關規定認真進行標定。

所有預應力管道的位置必須按設計圖定位準確牢固，管道順直，波紋管應具有足夠的剛度和密水性，接頭處嚴防漏漿和卷口[5]。

(4)主橋箱梁普通鋼筋施工

進行主橋箱梁普通鋼筋施工時，對鋼筋的質量和施工工藝也是有要求的。一般來說，要滿足《公路橋涵施工技術規范》的有關規定。對于斷開的鋼筋，要進行合理的焊接，焊接的施工技術要符合有關方面的規定。當鋼筋和預應力管道在一定范圍內發生沖突時，要首選對普通鋼筋進行移位，這樣做的主要目的是保證管道的位置。在鋼束錨固處，如果普通鋼筋與預應力管道發生沖突，可以對普通鋼筋進行操作，適當地彎折，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行及時恢復[6]。

5 結語

袁河大橋為東西走向，新橋建成后，可以有效緩解老橋壓力，形成左右分流，延長老橋的使用壽命。該大橋是分宜至宜春彬江必經道路，新橋建成后，可有效促進兩地經濟發展。由此可見，橋梁在經過合理設計與結構分析的基礎上，把握施工的每個環節，才能確保橋梁實現其社會效益和經濟效益。

[1]申俊昕，劉 斌，李 翠，等.云南龍江大橋主橋結構設計與整體分析[J].橋梁建設，2014(1)：89-94.

[2]何承珩.蕪湖市三環路青弋江大橋主橋設計和結構分析[J].山西建筑，2014(11)：166-169.

[3]劉 昂，郭彬立，張 波.蘇拉馬都跨海大橋主橋橋面板設計及板、梁連接分析[J].公路，2011(1)：105-108.

[4]查京屏，梅大鵬.南京大勝關長江大橋主橋主要設計參數分析研究[J].鐵道標準設計，2011(5)：50-52.

[5]楊 穎，張 祥.戴溪大橋主橋設計與結構分析[J].內蒙古科技與經濟，2015(4)：70-72.

[6]黃 珠，黎棟家，何廷全.竹洲大橋主橋結構設計及受力分析[J].西部交通科技，2013(6)：67-70.

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

嚴智英(1979—)，工程師，研究方向：公路橋梁的勘察設計。