某跨線橋諮詢報告

2021-03-04 09:36:39 字數 3660 閱讀 5382

概述本專案為佛山市南海科技工業園某跨線橋工程,在橋梁範圍內分別需要跨越廣三高速公路(路基寬度50m)和321國道(路基寬度50.5m)。

橋梁全長490m,橋寬43m,橫向布置為50cm(防撞護欄)+16m(車行道)+50cm(防撞護欄)+9m(**分隔帶)+50cm(防撞護欄)+16m(車行道)+50cm(防撞護欄)。

設計荷載:城市——a級,**基本烈度ⅵ度,按ⅶ度設防。

主橋採用42.5+65+42.5m預應力混凝土連續梁橋,因為廣三高速公路與本橋呈69.2°交角,因此,採用分幅錯孔正做的模式,主墩和過渡墩錯位10m。

主橋主梁採用預應力混凝土變截面連續箱梁,單箱雙室主梁斷面,根部樑高3.5m,跨中樑高1.7m,主墩和過渡墩均採用單排樁基礎。

引橋上部結構採用跨徑25m~30m預應力混凝土簡支小箱梁,橋墩採用雙圓柱式墩,樁基礎,橋台採用u型台,群樁基礎。

主橋上部結構採用落地支架澆注施工,引橋上部結構在預製場預製成梁,採用架橋機逐孔架設。

本專案由佛山市市政設計研究院****負責設計。

第一章主要結構分析結論

在設計諮詢過程中,根據業主提供的由佛山市市政設計研究院****完成的本專案施工圖設計(第一冊設計圖)檔案和本專案工程地質勘察報告,對主橋結構進行了縱向總體計算分析、箱梁橫向分析、各主墩強度、樁身強度和單樁基底承載力進行了詳細的計算分析。同時以對引橋上、下部結構進行了必要的分析計算,分析過程和結果分別見本橋報告第

五、六章。

主橋上部結構縱向計算主要包括正常使用階段應力計算,箱梁抗彎極限承載力驗算,箱梁的主應力和剛度驗算。橫向計算主要是對箱梁頂板、底板和腹板進行應力驗算,並對各部位橫隔板的強度進行了簡要計算。

主橋下部結構計算主要包括:在恆載、活載、溫度變化及製動力等作用下的墩身、承臺、樁基礎的內力計算,強度驗算,單樁基底承載力驗算等。

引橋分析主要對最大和最小跨徑的小箱梁結構進行了應力和強度計算,同時針對引橋蓋梁、墩身和樁基進行必要的承載力和應力計算。

結構分析結果表明,主橋主梁正應力、主應力控制基本滿足規範要求;主橋下部結構主墩墩身、基礎的強度基本滿足規範要求;引橋上部結構應力、剛度和承載力均滿足規範要求,下部結構墩身、基礎承載力和應力基本滿足規範要求。

以下就本次諮詢計算表明值得商榷的主要結論分別進行說明。

一、箱梁橫斷面宜採用單箱單室斷面

單箱多室斷面從橫向來看屬於超靜定結構,箱梁各腹板的彎曲剪應力分布情況將各不相同,且在偏載作用下變化很大,若各腹板採取同樣的配筋方式顯然是不妥的;如採用單箱單室斷面就會避免這種現象,而且對於頂寬為17公尺的箱梁橫斷面,從橫向受力分析上也是完全可行的。

二、邊跨樑端應設定底板加厚段

該連續梁跨徑組成為42.5公尺+65公尺+42.5公尺,邊、中跨比(0.

654)相對較大,邊跨樑端的區域性應力影響勢必也較大,所以建議在加厚箱梁樑端腹板的同時,也應設定一定長度的底板加厚段。

三、箱梁橫向懸臂根部宜適當加厚

箱梁橫斷面懸臂長3公尺,根部厚60厘公尺,未設橫向預應力鋼束,經橫向配筋計算,在汽車和掛車作用下,懸臂上頂板鋼筋分別出現-1558 (kg/cm2)和-1677 (kg/cm2)的拉應力,儘管該值小於規範容許值,但對於懸臂這種板式結構,鋼筋應力過高會加速裂縫的產生。同時本地區超載現象十分嚴重,控制橫向應力的荷載往往是乙個車輪,而單輪負載超過設計值一倍以上是非常普遍的,因此建議適當加厚懸臂根部厚度或增加橫向鋼筋的數量。

四、墩頂箱梁橫隔板可適當加厚並將鋼筋加強

橫隔梁計算結果如下:中橫隔梁下緣配置4排直徑為28mm@15的鋼筋,運營階段出現最大拉應力為-1320 (kg/cm2);端橫隔梁下緣配置1排直徑28mm@15的鋼筋,運營階段出現最大拉應力為-3500(kg/cm2)。可見,端橫隔梁鋼筋拉應力嚴重超出容許值,而中橫隔梁配筋也相對較多,所以建議適當加厚橫隔梁的厚度,優化鋼筋配置,使結構盡量處於彈性受力狀態。

五、主梁縱向預應力布置不甚合理

經計算,成橋階段,主梁各斷面均處於全截面受壓狀態,不出現拉應力,墩頂附近上緣壓應力為33~67 kg/cm2,下緣壓應力為20~36 kg/cm2,跨中箱梁頂、底板壓應力分別為41 kg/cm2和83 kg/cm2。運營階段,主梁上緣最大壓應力為106 kg/cm2,跨中梁底最小壓應力為-7.2 kg/cm2。

主墩範圍箱梁頂、底板壓應力儲備較小,邊、中跨跨中上緣壓應力較大,下緣壓應力儲備較小,甚至部分斷面出現拉應力,分析其原因主要是頂、底板預應力鋼束數量配置不太合適,即頂板預應力用量相對較少,底板預應力用量相對較多。

六、建議設定適量的腹板下彎預應力

主橋箱梁樑高為1.7~3.5公尺,腹板內豎向預應力較短,而預應力損失則相對較大,設計時豎向預應力的有效應力不甚明確,所以建議取消豎向預應力鋼筋,在箱梁腹板內設定適量的縱向預應力下彎索,採用腹板下彎束平衡樑內主拉應力,增強主梁的安全儲備。

七、箱梁普通鋼筋構造建議優化

主橋箱梁為預應力混凝土結構,所以箱梁配筋除考慮橫向受力外,余僅需按規範進行構造配筋。箱梁普通鋼筋構造圖中所採用的各鋼筋型別和大樣基本符合要求,但值得提出的是,個別鋼筋所採用的直徑有些不妥,如:箱梁腹板箍筋的規格應比縱向鋼筋大些為宜;底板和腹板縱向鋼筋以及人洞鋼筋主要用於防止結構開裂,所以可採用小規格的鋼筋,而不必採用18mm直徑的鋼筋;同樣的,齒板內的箍筋和縱向鋼筋的規格選用也稍顯混亂。

八、過渡墩和引橋橋墩樁長設計稍顯保守

本橋設計中各橋墩基礎均採用摩擦樁模式進行計算,通過對主橋下部結構4#~7#主墩以及引橋橋墩樁長的驗算,計算結果表明,4#和7#過渡墩以及引橋橋墩樁長設計稍顯保守。

九、引橋蓋梁受拉鋼筋應力偏大

通過對引橋各類橋墩蓋梁進行抗彎計算,25m組合箱梁蓋梁鋼筋最大拉應力為2202kg/cm2,30m組合箱梁蓋梁鋼筋最大拉應力為1888kg/cm2。均已超過了鋼筋的容許拉應力值,應考慮適當增加蓋梁的主筋。

第二章橋梁總體布置和結構構造

通過對本橋上、下部結構圖紙的翻閱,發現本橋圖紙內容齊全,基本能夠滿足施工需要;橋梁總體布置較為理想;結構構造設計合理,結構剛度過渡順暢;與施工工藝有關的描述基本全面。有關設計合理的構造內容不再贅述,僅就圖紙翻閱中發現值得商榷的構造問題提出,供設計單位參考。

一、引橋跨徑布置稍顯紊亂

因為本橋與廣三高速公路成69.2°交角,因此,採用分幅錯孔正做的模式,導致主墩和過渡墩錯位10m。原設計檔案為確保橋台位置一致,兩側均按照30m和25m錯孔追趕的方式布置,桃園路端引橋採用2孔30m追2孔25m;博愛路端引橋採用4孔25m追趕3孔30m。

上述布置模式會使多個橋墩縱向差異10m或5m,橋下墩柱布置顯得十分紊亂,如果不存在其它控制因素,建議通過調整主橋邊跨長度,主橋採用不對稱邊跨設計,在主橋範圍內即消除墩位偏差。

二、0號梁段區域性構造對結構受力存在不利影響

本橋各主墩頂0號梁段均設定了一道厚度1.6m的橫隔板,但0號梁段3.5m等高的長度達到4m,這使得底板在1-1截面處(見箱梁構造圖,以下同)存在折角,而此處處於全橋混凝土壓應力最大的區域,折角引起底板應力力流線轉向,勢必產生斜方向分力(見圖2.

1-a),此分力並無橫隔板平衡,肯定會導致此處區域性應力複雜,底板將承受多方向彎曲作用,對結構受力不利。

如將樑高變化位置移到圖中0-0斷面,如圖2.1-b所示,則可避免上述複雜應力問題。

圖2.1 0號梁段區域性構造示意

三、主橋梁段劃分、施工工序和預應力布置不盡合理

本橋主橋主梁共劃分為五個施工區段,採用落地支架施工(施工分割槽示意見圖2.2),主梁每區現澆長度較長;邊跨不設合攏段;縱向預應力布置以頂板束和底板束為主,頂板束除錨固在區段端部外,在各區段內部設定了多個位於箱梁頂板上的齒板進行錨固;改善腹板主拉應力採用豎向預應力的方案。針對上述構造特點提出如下建議:

圖2.2 主橋主梁施工分割槽示意圖

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