先簡支后結構連續箱梁大橋設計

閆嗣倫

（遼寧省公路勘測設計公司，遼寧 沈陽110166）

1 概述

原有大橋橋面凈寬9.0m,兩側設1.75m 人行道，設計荷載等級為汽車-20 級、掛車-100。全橋共27 孔，跨徑組合為27×30.0m，橋梁全長816.0m，交角為90°。上部結構為7 片后張預應力混凝土簡支T 梁，梁高1.75 米。下部結構為重力式橋墩，肋板橋臺，基礎均為樁基礎。瀝青混凝土橋面鋪裝，原橋伸縮縫已經全部采用瀝青混凝土填充堵塞。

2016 年檢測單位對大橋進行了現場檢測，大橋被綜合評定為3 類橋；2019 年最新檢測結果，大橋被綜合評定為4 類橋，從檢測報告可以看出，大橋交通量較大，但該橋主體結構目前運營狀況較好，承載能力基本滿足原設計汽車荷載等級要求,且該橋未發現明顯結構性病害。鑒于該橋病害現狀,可酌情進行交通管制,加強路政監管,嚴格限制超載車輛通行；及時對T 梁墩頂位置翼緣板、人行道進行維修處理后觀察使用，擇機全橋改建。新橋建成通車后原橋立即封閉交通，原橋上下部病害進行徹底維修加固處理，維修改造后原橋斷面與新建橋梁對稱，車輛按上下行分幅通行。為了與原橋橋孔對應，新建左幅大橋標準跨徑也為30m，與原橋對孔布置。

新建大橋采用裝配式預應力混凝土（先簡支后結構連續）箱梁。橋孔布置為27x30m，橋梁全長812.92m，設計角度90 度，橋面寬度為0.5 米防撞護欄+2.5 米人行道+8.5 米行車道+0.5米防撞墻。橋梁上部結構為裝配式預應力混凝土連續箱梁，先簡支后結構連續。下部結構為肋板臺、樁基礎，柱式墩、樁基礎。本橋位于直線段內,無超高。

2 設計基本資料

2.1 設計標準

荷載等級：公路-Ⅰ級

環境類別：Ⅱ-E、Ⅱ-D 類

設計安全等級：一級

防撞等級：兩側護欄-SB 級

設計使用年限：主體結構為100 年；可更換部件為15 年。

地震基本烈度：地震動峰值加速度為0.05g，橋位區地震基本烈度為Ⅵ度。

橋面凈寬：0.5 米防撞護欄+2.5 米人行道+8.5 米行車道+0.5 米防撞墻。

2.2 設計依據

《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）

《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）

《公路圬工橋涵設計規范》（JTG D61-2005）

《公路工程水文勘測設計規范》（JTG C30-2015）

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362-2018）

《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）

《公路工程抗震設計細則》（JTG/T B02-01-2008）

《公路交通安全設施設計細則》（JTG/T D81-2017）

《公路橋涵施工技術規范》（JTGT F50-2011）

《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》（JTJ275-2000）

《公路工程混凝土結構耐久性設計規范》（JTGT 3310-2019）

3 設計要點

3.1 橋梁總體布置

大橋采用27 孔30 米連續箱梁跨越河流。上部采用4×30+5×30+5×30+4×30+5×30+4×30 共5 聯預應力混凝土先簡支后結構連續箱梁的結構形式，設計圖紙中邊跨與中跨系指每一聯的邊跨與中跨，4、9、14、18、23 號墩頂設160 型伸縮縫，0號臺、27 號臺頂設80 型伸縮縫。

3.2 結構尺寸

（1）連續箱梁中心梁高1.6m，濕接縫中心間距2.90m，中梁預制寬度2.40m，邊梁預制寬度2.85m，濕接縫寬度0.50m，1、2號箱梁頂板橫坡為2%，3、4 號箱梁頂板橫坡為-2%。橋面橫坡通過支座墊石、鋪裝進行調整。

圖1 橫向布置

圖2 中梁斷面

圖3 邊梁斷面

（2）下部結構采用柱式墩(柱徑1.4m)，樁基礎（樁徑1.6m）；橋臺為肋板式橋臺（肋厚1.2m，上底長1.4m，下底長3.5m），樁基礎（樁徑1.2m）。

圖4 橋墩一般構造圖

3.3 設計計算

（1）上部箱梁結構體系為先簡支后結構連續，按部分預應力混凝土A 類構件設計,汽車荷載按照1.3 倍公路-Ⅰ級考慮。對結構分別進行承載能力極限狀態驗算、持久狀況正常使用極限狀態驗算、持久狀況和短暫狀況構件的應力驗算。橋面板計算按單向板和懸臂板計算。

（2）墩柱、蓋梁按極限狀態法及裂縫控制進行配筋。

表1 預應力鋼筋配置表

表2 預應力鋼束張拉控制力表

3.4 橋面徑流收集系統

根據《環境影響報告書》要求，為防止運營期間發生環境風險事故對河流的影響，橋面采用徑流收集管道系統，將橋面徑流引入兩側應急事故池內。徑流收集管采用PVC 管，管道沿橋梁兩側縱向布置。成橋時可根據現場實際情況調整管道位置，但須確保管道引流橋面匯水能夠順利排入事故池內。

3.5 事故池

為防止公路路面徑流對地表水體的污染，而同時又不過多增加工程難度和投資，路面徑流雨水排入地表水體之前應設置沉淀池進行沉淀處理。這種用于沉淀處理路面徑流雨水的沉淀池同時還可以起到防止危險品運輸交通事故對敏感水體的污染的作用。兩個事故池四周均需設置隔離柵，隔離柵上需設置警示標志牌以及“無關人員禁止入內”警示標語牌。

本項目根據《環境影響報告書》要求，在新建大橋兩側橋頭設置事故池。事故池運行方式及管理、養護要求詳見《環境影響報告書》。

3.6 防雷系統

本橋在路線前進方向左側設置路燈防雷系統。

4 主要材料

4.1 鋪裝

橋面鋪裝采用5cm 細粒式溫拌SBS 改性瀝青混凝土+7cm中粒式溫拌SBS 改性瀝青混凝土+橡膠瀝青碎石封層防水層+15cm 現澆Ca50 混凝土。

4.2 原材料

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5 結論

先簡支后結構連續箱梁橋結合了簡支梁橋和連續梁橋的優點，是一種經濟合理具有較強競爭力的橋型，得到了廣泛的應用。綜上所述，大橋選用了較為合適的橋型。