介紹了某大橋設(shè)計(jì)與施工概況及主要技術(shù)要點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。此大橋?yàn)槿?0m+55m+30m預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼組合連續(xù)梁橋，即邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，并自中墩支點(diǎn)向跨中伸出2.5m與預(yù)制箱梁縱向連接，經(jīng)體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁，鋼梁上橋面板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用剪力釘連接技術(shù)形成組合梁。
1、工程概況簡(jiǎn)介
本橋?yàn)檐壍澜煌ǜ呒軜蛄?，上部結(jié)構(gòu)為三跨（30+55+30米）連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，其兩邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，梁高為1.90～2.35米。中跨為鋼－混凝土結(jié)合梁，梁高2.35米，全橋?qū)?.9～8.92米。橋梁中墩采用圓形獨(dú)柱結(jié)構(gòu)，直徑2.0米，墩高16.804米（1#墩）和15.604米（2#墩）。兩邊墩為雙矩形柱加系梁結(jié)構(gòu)，墩高18.301米（0#墩），15.591米（3#墩）?；A(chǔ)均為鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土承臺(tái)結(jié)構(gòu)。
2、橋型選擇
本
橋梁設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想是在現(xiàn)有
橋梁結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平發(fā)展的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，橋梁造型與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，橋式方案力求新穎獨(dú)特，并充分體現(xiàn)現(xiàn)代化大都市的節(jié)奏與氣派。
拱橋是一種造型優(yōu)美的橋型，它的主要特點(diǎn)是能充分發(fā)揮
材料的受壓性能，而鋼管混凝土的特點(diǎn)是在鋼管內(nèi)填充混凝土，由于鋼管的套箍作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時(shí)可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過(guò)程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡(jiǎn)單，吊裝重量輕，從而能簡(jiǎn)化施工工藝，縮短施工工期。
方案比選時(shí)，曾考慮過(guò)全鋼梁方案，但造價(jià)比原造價(jià)增加181萬(wàn)元，約40%。最后，經(jīng)研究分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及評(píng)估論證，此橋采用30+55+30米的連續(xù)體系縱向牛腿連接的混合結(jié)構(gòu)，此橋型成功地解決了跨越主干道而不中斷交通的難題，橋梁外型簡(jiǎn)潔明快，造價(jià)低，是橋梁的成功之處之一。
本橋在施工過(guò)程中存在著體系轉(zhuǎn)換問(wèn)題，在開(kāi)口鋼梁吊裝時(shí)是懸臂梁加簡(jiǎn)支掛梁體系，所受荷載為開(kāi)口鋼梁及預(yù)應(yīng)力混凝土梁自重，鋼梁與混凝土梁連接后轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁。連接截面一般比較薄弱，應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力較小的地方，如彎距零點(diǎn)附近，約l/4處。但由于本橋所處的特殊位置，受地面道路和
立交橋通行等條件的限制，中墩必須設(shè)置于快慢車(chē)道的分隔帶中，而現(xiàn)澆懸臂采用支架施工，不能侵入所跨的道路環(huán)線高架橋凈空，經(jīng)實(shí)測(cè)，橋梁的懸臂長(zhǎng)度只有2.5m，僅為中跨的0.05l。為保證此種結(jié)構(gòu)體系在初次使用時(shí)安全、可靠，設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了各種工況的比較分析，經(jīng)計(jì)算得知，中墩支點(diǎn)彎距與中跨跨中彎距基本平衡，說(shuō)明結(jié)構(gòu)體系是合理的，但由于連接點(diǎn)位置距中墩支點(diǎn)太近，使得該處頂板彎距達(dá)到11382kN-M，所以連接點(diǎn)結(jié)構(gòu)是否安全可靠，是此橋設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。
3、設(shè)計(jì)分析
3.1特殊荷載及其組合
軌道交通高架橋不同于其他橋梁的特點(diǎn)之一，即梁軌之間相互作用的縱向力，橋上縱向力考慮伸縮力、撓曲力、斷軌力和制動(dòng)力。以上這些力作用在梁軌接觸面上，但對(duì)一般的橋梁上部結(jié)構(gòu)影響不大，驗(yàn)算墩臺(tái)時(shí)作用點(diǎn)移至支座中心處，上述各力依照下列原則組合：伸縮力與撓曲力不疊加，選取較大者和制動(dòng)力疊加；如斷軌時(shí)鋼軌產(chǎn)生的斷軌力大時(shí)，則按一股鋼軌斷軌，另一股鋼軌內(nèi)存在伸縮力或撓曲力計(jì)算；不論如何疊加，其最終作用力的量值不應(yīng)超過(guò)全橋扣件總阻力。
3.2橋梁縱斷面設(shè)計(jì)
本橋位于設(shè)計(jì)縱斷坡度為1.6%的坡道上。邊跨30米為變截面，為保持本橋與區(qū)間橋梁的協(xié)調(diào)一致，梁高由邊跨端部1.9米按直線漸變至中墩支點(diǎn)2.35米，邊跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁，并在中支點(diǎn)處向中跨懸臂2.5米，做成牛腿與中段結(jié)合梁相接。中段為鋼－混凝土結(jié)合梁，梁高2.35米，結(jié)合梁長(zhǎng)50米。
3.3橫斷面及鋼梁設(shè)計(jì)
橋面全寬一般段為8.9米，漸變段為8.9～8.92米。邊跨混凝土箱梁采用單箱單室。滿堂支架施工。中跨結(jié)合梁為雙箱單室，結(jié)合梁全高2.35米，鋼梁高2.0米，考慮施工吊裝能力700kN左右，因此，橫斷面設(shè)計(jì)為雙箱，每箱單獨(dú)重約700kN，吊裝之后在兩鋼箱梁之間用型鋼橫向連接。鋼梁采用箱形截面，鋼梁頂板為混凝土橋面板。鋼材為16Mnq鋼。鋼梁與混凝土頂板用剪力釘連接。
預(yù)應(yīng)力混凝土梁與結(jié)合梁的連接
預(yù)應(yīng)力混凝土梁與結(jié)合梁的縱向連接是本橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)?；旌狭褐袖摿号c混凝土的連接方式大致可分為三種，即填充混凝土前板式、填充混凝土后板式和鋼板式?；炷吝B接施工操作容易控制，質(zhì)量易于保證，而鋼板連接，構(gòu)件加工、吊裝及予埋鋼板的位置等各個(gè)工序的精度要求都較高，施工質(zhì)量難于控制。本次設(shè)計(jì)嘗試了一種新的連接方式：牛腿連接，即接口處的主力通過(guò)接頭混凝土傳遞給鋼梁內(nèi)臂上的剪力連接器和端頭承壓鋼板，經(jīng)他們傳遞到鋼梁。橋面混凝土連續(xù)。為使其在二期恒載及活載作用下的連接牢固可靠，鋼梁端頭2.5米范圍內(nèi)澆筑混凝土并張拉連接預(yù)應(yīng)力束，混凝土牛腿端面預(yù)留錨筋伸入鋼梁端頭混凝土中。
3.5橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
由于本橋橋墩較高，最高達(dá)18.3m，同時(shí)該橋跨度與相鄰標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間跨度相差較大，故在橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于縱向力采用剛度分配法，剛度考慮支座、橋墩及基礎(chǔ)的組合剛度，根據(jù)剛度分配一孔或一聯(lián)的縱向水平力。經(jīng)計(jì)算分析，中墩采用直徑2.0米的鋼筋混凝土圓柱形獨(dú)墩。邊墩采用雙矩形墩加系梁結(jié)構(gòu)，墩柱截面尺寸1.2×2.0米，高18.301（15.591）米。每個(gè)墩頂面放置一塊QGBZ350×600×57－CR毫米板式橡膠支座，以抵抗箱梁扭轉(zhuǎn)引起的反力。
方案設(shè)計(jì)時(shí)曾對(duì)鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土打入樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行了比選，由于沉降控制的原因，同時(shí)由于該橋位限制，不能擴(kuò)大承臺(tái)范圍，最后決定采用采用鉆孔灌注樁，每個(gè)基礎(chǔ)有6根直徑1.0米的鉆孔灌注樁，樁尖持力層選擇層粉細(xì)砂層。
4、施工簡(jiǎn)介
4.1 施工順序
進(jìn)行基礎(chǔ)及墩柱施工，后安放支座；支排架澆筑兩邊跨及邊跨的懸臂、牛腿，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％后張拉腹板預(yù)應(yīng)力鋼筋；吊裝中孔兩片裸鋼梁至邊跨懸出的牛腿上；鋼梁調(diào)整就位后焊接兩箱之間底板裝飾鋼板；拆除兩邊跨排架并用角鋼將兩片鋼箱梁橫向連接；澆筑鋼箱內(nèi)兩端頭連接混凝土及對(duì)應(yīng)的橋面板混凝土，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％后張拉橫梁預(yù)應(yīng)力鋼筋；支鋼箱梁的鋼筋混凝土橋面板底模，澆筑7.5米長(zhǎng)橋面板，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90％后張拉橋面預(yù)應(yīng)力筋；澆筑其余30米長(zhǎng)橋面板，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90％后張拉其余橋面預(yù)應(yīng)力筋；恢復(fù)橋面人孔；進(jìn)行橋面系施工。
本地區(qū)的地層屬淤泥質(zhì)軟土層，本橋設(shè)計(jì)的73米長(zhǎng)直徑1米的鉆孔灌注樁是施工中的一個(gè)難題。施工單位對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，制定了工期、質(zhì)量、安全的目標(biāo)，作好充分的現(xiàn)場(chǎng)和技術(shù)準(zhǔn)備。施工工藝采用正循環(huán)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，二次正循環(huán)清孔，游輪式導(dǎo)管灌注水下混凝土的施工方法。針對(duì)淤泥質(zhì)軟土層，設(shè)計(jì)要求在樁頭埋設(shè)2米的鋼護(hù)筒，以避免塌孔。進(jìn)行二次清孔，清孔后沉渣必須保證小于100mm。在施工過(guò)程中實(shí)施全面質(zhì)量管理，采取質(zhì)量保證措施，確保鉆孔樁的施工質(zhì)量。
4.2結(jié)論
本次設(shè)計(jì)施工中將預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼的組合梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用于軌道交通橋梁中，使用了縱向牛腿連接技術(shù)，并取得了成功。總之，本橋結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工方便，是今后橋梁設(shè)計(jì)中較有競(jìng)爭(zhēng)力一種新橋型。
5、結(jié)束語(yǔ)
國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出的要求是適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀，這些要求基本上包含了人們關(guān)心的所有重要問(wèn)題。此橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工中充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。總之，在嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范條款、保證安全耐久質(zhì)量的基礎(chǔ)上大膽的運(yùn)用創(chuàng)新才能發(fā)現(xiàn)新技術(shù)成果。
