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云臺山河大橋的設計與施工

08-22 12:27:02  瀏覽次數:800次  欄目:橋涵工程
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  1 概述 云臺山河大橋位于南京新機場高速公路B標段,全長 155.53m。季節性航道,設計通航凈寬12m,凈高2.5m,大橋的 南京側邊孔兼作人行通道。橋梁平面位于R=6784.7m的園曲線 上,縱向位于R=20000m凸形豎曲線內,橋縱軸線與河流正交。 經過方案比選與優化,確定橋孔布   1 概述  云臺山河大橋位于南京新機場高速公路B標段,全長155.53m。季節性航道,設計通航凈寬12m,凈高2.5m,大橋的南京側邊孔兼作人行通道。橋梁平面位于R=6784.7m的園曲線上,縱向位于R=20000m凸形豎曲線內,橋縱軸線與河流正交。經過方案比選與優化,確定橋孔布置為5孔30m一聯預應力砼T形組合梁 ,下部結構因南京側(0#)橋臺填土較高、地質條件較差,故采用肋板式臺身,其它均采用柱式墩臺,基礎全部為鉆孔灌注樁。  主要技術標準:  設計荷載:汽車-超20級,掛車-120;  設計行駛車速:120km/h;  橋面寬度:2×10.75m(行車道)+3m(中央帶)+2×0.75m(護欄)=26m。2 方案比選與優化2.1 橋跨的確定  云臺山河雖為等外級航道,但河口較寬,兩壩頂相距近120m,壩頂高程10.223m,最高洪水位10.0m,每年洪水季節都要從此泄洪。橋跨的確定要同時考慮通航、泄洪、經濟等諸方面的因素。從通航角度出發,20m跨徑綽綽有余。但采用20m跨徑有5個水中墩,這對泄洪很不利。而采用30m跨徑僅有3個水中墩,阻水面積減少40%。若采用40m跨徑,水中墩減為2個,但這三種跨徑的造價是不同的。一般來說上部結構跨徑越大造價越貴,相應的下部結構則未必如此。綜合考慮各方面的因素,最后確定采用30m標準跨徑。2.2 橋長的確定  施工圖設計依據初步設計大綱進行,本橋初步設計方案為7孔30m組合T梁。從地質資料來看,機場方向有一近6m深的軟土段,深淺不一,軟土路基不易進行處理。施工圖設計試圖對初步設計進行調整,若采用高架橋跨過軟土地段,方案為15孔30m組合T梁,后探明K16+310處有一很深的礦塘,最大水深10m以上,塘底上層只有一很薄的覆蓋層,下面就是巖層。橋梁上游半幅全在礦塘里 ,12號橋墩無論作擴大基礎還是采用樁基礎,在技術上都難以處理。相對而言,進行軟基處理要比解決12號墩的技術問題要容易些。采用11孔、9孔、7孔或5孔30m組合T梁,都能從功能上、技術上滿足要求;11孔、9孔、7孔橋長較大,但仍有軟基要作處理;5孔雖要作軟基處理,但橋長短比較經濟。經過多方比較,最后選定5孔30m組合T梁方案。3 上部結構設計  上部結構原則上參考通用圖設計,但由于該橋位于R=6784.7m的平曲線上,單跨12片梁長短不一,預制十分不便,設中對通用圖進行了修改。如圖1所示,Li表示兩墩(臺)帽中心線間在T梁中軸線處的距離;△i表示在T梁中軸線處封頭砼厚度加減的數值,正值表示增加,負值表示減少。通過調節每片梁現澆封頭砼的厚度,而使預制長度不變。這樣既滿足曲線的需要,又簡化了施工。圖14 下部結構設計  下部結構除南京側橋臺采用肋板式臺身外,其它均采用柱式墩臺,基礎全部為鉆孔灌注樁。由于南京側橋臺后填土高達7m,且下有近6m深的軟土層。為防止臺后路基沉降、滑移以致影響橋臺,不僅臺后軟土路基要作處理,且橋臺設計要作特殊考慮。高填土使橋臺須承受較大的臺后土壓力,設計采用了肋板式臺身、雙排樁基礎,具有比柱式、單排樁橋臺大得多的的承受力。  地質勘察資料表明,基巖頂面上的第四系覆蓋層較薄,約15~20m之間。其中大部分為軟土層,基巖埋深較淺,為紫紅色砂巖和侵入體花崗閃長巖,表面1~3m風化強烈;鶚对O計時,首先運用摩擦樁的計算公式:[P]=1/2(ULτP+AσR)進行試算,結果單樁承載力不夠,則本橋基樁為嵌巖樁而非摩擦樁,應按嵌巖樁的計算公式:[P]=(C1A+C2Uh)Ra進行單樁承載力驗算,樁嵌入基巖中(不計風化層)的有效深度h不得小于0.5m。嵌巖樁的受力與摩擦樁明顯不同,前者僅由樁尖處基巖承擔豎向荷載,而后者由樁尖和樁周土共同承擔,且大部分由樁周土承擔。嵌巖樁樁尖不僅要承受豎向力,還要承受彎矩,所以嵌巖樁主筋至少要有一半數量通長配置。而摩擦樁尖只承受很小的豎向力,不承受彎矩,所以摩擦樁主筋不需要通長配置。5 施工要求  作為一座大橋的施工,肯定會碰到

www.nvlbio.live各種各樣的問題,本橋有以下問題值得注意:  (1)該橋位于平曲線上,各墩、臺須按平曲線徑向放樣,上部結構梁的預制要滿足曲線橋梁的需要。  (2)南京側橋臺屬高填土,應先超填預壓,待臺前、臺后填土穩定后,再進行鉆孔。  (3)該橋樁基按嵌巖樁設計,故對樁底的清孔要求很高,沉淀層厚度應≤5cm。只有正確鑒別新鮮基巖的埋置深度,才能保證樁尖嵌入新鮮基巖深度的準確性,從而達到樁基的設計要求。6 體會  (1)大橋方案的選擇直接影響到工程造價、進度以及美觀,設計中應作認真比選,作出最佳選擇。確定本橋方案時前后反復過多次,從最后效應來看還是不錯的。  (2)大半徑彎橋在高速公路中較為普遍,設計如何處理是值得認真探討的。本橋的設計方法既方便施工,又滿足曲線橋要求,可供今后設計借鑒

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