三岔湖一號橋總體設計

駱富強 史海峰 王約斌

（核工業西南勘察設計研究院有限公司 四川 成都 610031）

三岔湖一號橋總體設計

駱富強 史海峰 王約斌

（核工業西南勘察設計研究院有限公司 四川 成都 610031）

三岔湖一號橋主橋采用（5×56）m的剛架拱橋結構形式，在借鑒已有研究成果的基礎上，該橋采取了減小拱片間距、加強橫向聯系、改變微彎板構造和配筋及加強角隅點處構造鋼筋設置等措施，提高了單拱片和橋面板的承載能力，加強橫向整體穩定性，改善了結構的抗裂性能。設計中考慮連拱結構作用，設計墩臺具有足夠的剛度、強度和穩定性，保證橋跨結構的安全儲備，本橋設計可為同類型結構設計提供參考。

剛架拱橋；總體設計

1 工程概況

三岔湖一號橋是成都資陽三岔湖合作區域起步區環湖路二期（簡陽A段）市政道路上的一座大橋，本著“經濟、美觀、適用”的設計原則，該橋采用（5×56）m的剛架拱橋結構形式，全橋總長294.16m，雙向分兩幅橋全寬24.5m，橋跨結構為5孔56m單幅6片剛架拱，于2016年建成通車。三岔湖常年水位462米左右，歷史最高水位464米左右，庫區正常蓄水位為462.5m，橋位處枯水期河床基本裸露。場地地貌屬龍泉山脈的丘陵地帶，整個地形西北高、東南低，屬低山淺丘地形，地質構造簡單。擬建場地覆蓋層為第四系全新統人工填土層、坡洪積及白堊系下統蒼溪組泥質砂巖及含礫砂巖。橋位區場地土層平均厚度大于5米，場地土為中軟—中硬土，等效剪切波速150～500m/s，場地類別為Ⅱ類場地，地震動峰值加速度為0.05g，設計特征周期為0.40s。

2 主要技術標準

該橋道路等級為城市主干道，設計行車速度：60km／h。設計荷載等級為汽車荷載為城市-A級并用公路-I級驗算，人群荷載為3.5kN/m2。設計洪水頻率一百年一遇，Ⅶ級航道標準，通航凈空為寬×高為20×4.5m。

3 總體設計

上部構造采用5×56m連續剛架拱，拱腿高90cm，弦桿高100 cm；斜撐高度為80cm，見圖一。除實腹段的底弧采用圓弧線變化外，其余均為直構件。每跨橫向分兩幅共設置12個剛架拱片，拱片中心間距200cm。拱片寬50 cm，拱片各部分均采用C50混凝土現場澆筑。橋墩采用群樁基礎承臺接鋼筋混凝土實體墩，橋臺采用群樁基礎承臺接混凝土U型臺身技術。

圖一 拱片布置圖（單位cm）

圖二 結構計算模型

傳統剛架拱橋具有傳力途徑明確，施工簡便，上部結構重量輕以及抗震性能好的優點，但同時也存在拱橋整體橫向剛度低，單拱片受力較大，微彎板剛度差和易開裂以及角隅點易破壞的缺點。在借鑒已有研究成果的基礎上，針對剛架拱橋的構造和受力特性，結合三維空間有限元分析計算和非線性實體承載能力分析結果，本橋設計做了以下幾點改善：

減小拱片間距，改善原單個拱片受載不利；

加強橫向聯系，加強結構的橫向整體穩定性；

改變微彎板構造及配筋，提高橋面板受力性能；

加強角隅點處構造鋼筋設置，避免原先鋼筋不足引起的開裂；

考慮連拱結構作用，設計墩臺具有足夠的剛度、強度和穩定性，保證橋跨結構的安全儲備。

4 結構計算

采用大型有限元空間軟件Midas對主橋總體進行計算，模型見圖二。結構整體分析中考慮了樁基礎的剛度模擬。主橋按平面桿系進行結構分析，按普通鋼筋結構進行設計，按實際施工過程進行模擬，對結構按照施工順序結構離散。

根據剛架拱橋施工特點，采用滿堂支架現澆施工，施工應嚴格按照逐墩橫向、縱向對稱進行。計算荷載參數選取如下：

恒載：一期恒載為主梁自重，二期恒載包括橋面鋪裝等橋面系構造；

設計荷載：城市-A級及公路-I級；

溫度：整體升、降溫度按25°C考慮，按《公路橋涵設計通用規范》D60-2004梯度溫度規定：頂板梯度升溫為14～5.5～0°C，頂板梯度降溫為-7～-2.75～0°C；

收縮徐變：混凝土收縮徐變算法采用《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》D62-2004算法，保證混凝土養護齡期5天以上，加載齡期按5天計算；

根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》D62-2004對施工階段進行控制外，使用階段按9種工況進行組合控制。材料的力學性能及計算參數按照《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》D62-2004規定執行。采用上述軟件進行計算，計算結果滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62－2004的各項要求。

5 施工方案

在橋墩處搭設施工平臺，樁基采用機械鉆成孔，再灌注混凝土；墩柱采用在承臺上搭設支架立模施工。

拱片采用滿堂支架現澆施工，施工應嚴格按照逐墩橫向、縱向對稱進行，落架時應待混凝土強度均達到設計強度的90%且養護時間達到7天時方可進行，縱向五跨須同時落架，落架后從跨中向支點拆卸。

6 結束語

綜上所述，該橋在構造和計算控制等方面做了不同于既有剛架拱橋的優化，并提出了剛架橋設計的一些新思路，可為同類工程提供參考。

[1]JTG D60-2015 公路橋涵設計通用規范

[2]JTG D62-2004 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范

TU7

B

1007-6344（2017）05-0120-01