深圳市恒心路桥梁工程设计及具体施工要求
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2015年09月14日 13:20:17
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摘 要:介绍了恒心路桥梁的特点,以及桥梁结构选型、抗震设计、耐久性设计等方面的内容。关键词:桥梁;设计;预制小箱梁;现浇连续箱梁;抗震;耐久性 深圳市恒心路工程南起盐田港明珠大道,向北穿越梧桐山,经西坑村片区、塘坑水库群、横岗街道中心,下穿水官高速、机荷高速、厦深铁路、博深高速后,顺接平湖凤凰大道,终点与凤平大道衔接,全长19.15 km。   本项目为城市Ⅰ级主干道,设计车速50km/h,桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,左、右分幅设计。沿线新建桥梁八座,具体设置情况见表1。

摘 要:介绍了恒心路桥梁的特点,以及桥梁结构选型、抗震设计、耐久性设计等方面的内容。
关键词:桥梁;设计;预制小箱梁;现浇连续箱梁;抗震;耐久性
深圳市恒心路工程南起盐田港明珠大道,向北穿越梧桐山,经西坑村片区、塘坑水库群、横岗街道中心,下穿水官高速、机荷高速、厦深铁路、博深高速后,顺接平湖凤凰大道,终点与凤平大道衔接,全长19.15 km。
  本项目为城市Ⅰ级主干道,设计车速50km/h,桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级,左、右分幅设计。沿线新建桥梁八座,具体设置情况见表1。
表1 桥梁设置一览表
  
   设计原则
  桥梁设计遵循“技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理”的原则,按照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的要求进行设计。桥型选择尽量采用标准化装配式结构,尽量采用机械化和工厂化施工,节约投资,便于养护和构件的更换。
  1)总体设计应满足地方交通及城市规划的要求。
  2)在没有特殊要求的前提下,在满足功能的基础上,选择结构受力明确、外形简洁、便于施工的桥型,提高行车的舒适性,体现出“以人为本”的设计理念。
  3)对无水文及通航要求的一般性桥梁,应根据桥位处的自然环境和地形条件,合理布设桥孔,与自然景观融为一体,体现“尊重自然、保护环境”的设计理念。
  4)桥型方案的选择应充分考虑我国施工技术水平和施工单位能力,实现标准化、装配化乃至工厂化生产。
  5)桥型方案设计应考虑结构耐久性和运营费用,合理选用桥面附属设施,满足行车平顺、舒适的要求,方便养护,使费用达到最省,体现 “全寿命周期成本”的理念。
  6)因地制宜,根据地质条件,选择合理的基础形式,确保基础支承于完整、稳定的地基之上。
  7)认真考虑对山区生态景观、环境的影响,满足可持续发展的要求。环境敏感地区的桥梁应增设各种措施,减少对环境的污染。
  8)上跨铁路及水源保护区时,加设防抛网,设置双层防撞护栏,将桥面雨水引出水源保护区范围。
  
   桥梁设计
   上部结构
  本项目桥梁跨径基本上以30m为主,桥位大部分位于直线段上,仅有少部分位于大半径曲线上。因此,除跨平盐铁路采用钢箱梁、跨平大路采用现浇连续箱梁外,其余均采用预制小箱梁。横断面图见图1。

图1 桥梁横断面图
  1)预制小箱梁特点
  预制小箱梁具有造价省、施工方便的特点,其造价低于现浇连续箱梁,是中等跨径桥梁常用的上部结构。桥型美观,结构受力性能好,行车舒适性好,无需大量支架,造价较低,后期养护工作量小。在桥头路基预制小箱梁,采用架桥机安装,将工作面移至桥上,可减小对环境的影响。当弯桥的弯曲程度较小时,可采取弯桥直做的方式,以翼缘板宽度来调整平面线形,可减少曲梁的弯扭作用,弥补弯桥在受力和施工上的不足;通过加强横向联系,可提高结构的整体性。
  2)现浇连续箱梁特点
  现浇连续箱梁采用满堂支架施工,支架工程量大,跨河桥会影响通航与排洪,支架安全性较难保证;施工周期长,费用高,要有较大的施工场地,管理复杂。一般适用于地形平坦、中等跨径且墩高不大、桥孔不多的桥梁;或弯曲程度较大的弯桥、变宽桥以及预制场地选择困难的桥梁。
  3)预制小箱梁的结构连续与桥面连续
  为提高桥梁整体性及行车舒适性,预制小箱梁在桥墩位置采用桥面连续或结构连续形式。结构连续是预制梁在临时支座上安装就位后,通过现浇接头转换为连续结构,并在梁顶设置钢束来抵抗体系转换后引起的负弯矩;桥面连续则是在预制梁安装完成后,在支座处桥面板布设现浇钢筋网,以加强梁端接缝处的连续性,不改变简支结构、不进行体系转换。两者比较见表2。
表2 桥面连续与结构连续比较表

  本着“全寿命周期成本”理念,考虑行车舒适性及后期养护,本项目预制小箱梁采用结构连续形式。
   下部结构
  本项目桥墩形式基本上以柱式墩为主。柱式墩是目前被广泛采用的桥墩形式,其自重轻,结构稳定性好,施工方便、快捷,外观轻颖美观,桥墩布设灵活性大,可适应不同类型的基础。大部分桥梁位于地形较为平坦的区域,基岩埋置比较深,采用钻孔灌注桩基础;仅有小部分桥梁位于山脚区域,地势起伏不大,基岩埋置较浅,采用明挖扩大基础。
  
   施工方案
   预制连续小箱梁
  1)预制主梁,待砼达到设计强度后张拉正弯矩区钢束,压浆并清理通气孔;浇筑桥墩,组装架桥机;安装临时、永久支座,按对称、均衡原则架设主梁。
  2)连接横隔板及翼板间横向湿接缝钢筋,浇筑砼。
  3)布设连续接头钢筋及顶板束,浇筑砼,待砼达到设计强度后张拉负弯矩钢束。
  4)连接顶板束槽口钢筋,布设整体化层钢筋网及墩顶加强钢筋,浇筑桥面砼。从一联内边墩开始对称拆除临时支座,同一墩位由中间向两边拆除,形成连续梁体系。
  5)施工桥面附属设施。
   现浇连续箱梁
  现浇连续箱梁采用满堂支架施工,每次应搭起整孔支架,同时应严格控制支架沉降。浇筑砼前应对支架进行预压,以减少非弹性变形并确保支架的承载能力,预压时间不得小于3天,预压重量不得小于箱梁自重,待浇筑腹板砼时开始逐步减压。当采用落地支架时,应在搭架前对地基进行严格处理。
  现浇连续箱梁顶、底板采用分层浇筑时,分层面宜选择在腹板高度的1/3~2/3之间。一个施工段内梁段较长时,可再分段浇筑,以减少因顶、底板砼龄期差别而产生的收缩裂缝。一个施工段内再分段浇筑砼时,施工缝应选在离支点L/5~L/4之间。
  
   抗震设计
  根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),本项目桥梁抗震设防类别为B类,抗震设防措施等级为8度。为此采取以下抗震措施:
  1)墩台的柱身和桩基础均采用螺旋箍筋,其接头采用焊接,局部箍筋间距加密。
  2)为防止落梁,墩台帽梁两侧设置抗震挡块,并按要求加宽帽梁尺寸(满足a≥70+0.5L),使支座离帽梁边缘有一定距离;梁体两侧设置橡胶缓冲装置;在梁与梁之间、梁与墩台之间设置弹性挡块缓冲设施,并将墩台处的防震挡块尺寸加大;连续梁墩顶设置抗震销钉或限位块以保证结构的抗震稳定性。
  3)加强结构抗剪设计,增强结构构造配筋。
  4)加强预制小箱梁梁片之间的横向连接(尤其是边梁与次边梁的连接),以提高上部结构的整体性。
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