1、<p>　　增城大橋主橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：橋梁下部結(jié)構(gòu)考慮是否得當(dāng)，對(duì)工程造價(jià)、質(zhì)量、工期及使用影響很大。本文介紹增城大橋（30+100+30）m中承式無(wú)鉸鋼箱拱橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及結(jié)構(gòu)上其他抗水平推力的措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：增城大橋 下部結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 水平推力 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

2、A </p><p><b>　　1 概述 </b></p><p>　　增城大橋?yàn)榕f橋改造工程，在舊橋原址處重建。新建增城大橋主橋?yàn)橹谐惺焦傲航M合結(jié)構(gòu)，橋跨組合為（30+100+30）m。由于橋面較寬，為了保證拱圈的橫向穩(wěn)定性，將傳統(tǒng)拱圈一分為二為豎直拱和斜靠拱，分別置人行道兩側(cè)，共四榀拱肋，斜靠拱肋向內(nèi)傾21°。 </p><p>

3、;　　中跨主拱與斜靠拱拱軸線均采用二次拋物線，主拱平面內(nèi)矢跨比為1/4，矢高25m；斜靠拱平面內(nèi)矢跨比為1/4.9。主拱肋中心距27m，拱肋采用1.5m2m矩形鋼箱截面型式；斜靠拱肋截面采用1.2m×2.0m五邊形截面。每組豎直主拱和斜靠拱之間設(shè)8道橫撐，間距7.5m。 </p><p>　　主拱肋設(shè)置豎直吊桿，吊桿對(duì)應(yīng)橫梁設(shè)置，間距5m，全橋共設(shè)13對(duì)吊桿。 </p><p>

4、<b>　　主橋立面布置 </b></p><p><b>　　氣象及水文 </b></p><p>　　增城地處南亞熱帶，其氣候?qū)倌蟻啛釒У湫偷募撅L(fēng)海洋氣候，溫暖、多雨、濕潤(rùn)，夏長(zhǎng)冬短，夏季長(zhǎng)達(dá)半年之久。增城年平均氣溫21.9℃，歷年極端最高氣溫38.6℃，極端最低氣溫-1.9℃。年平均最高氣溫31.9℃，年平均最低氣溫11.8℃。雨量充沛，分

5、布不均，年平均降雨量2004.6毫米，其中4-9月降雨量1657.6毫米；占全年降雨量的82.6%。年平均相對(duì)濕度78.7%，最小相對(duì)濕度7%。無(wú)霜期長(zhǎng)。年平均風(fēng)速2.2米/秒，年平均雷暴日數(shù)79.5天。 </p><p>　　按百年一遇洪水位作為設(shè)計(jì)水位，確定本橋設(shè)計(jì)水位為11.754米。 </p><p><b>　　工程地質(zhì) </b></p>&l

6、t;p>　　根據(jù)橋位處鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)埋藏地層主要有填筑土層（Qme）①雜填土；第四系沖積層（Qal）②-1粗砂、②-2粉質(zhì)粘土、②-3淤泥質(zhì)中砂、②-5礫砂及②-6圓礫；第四系殘積層（Qel）③粉質(zhì)粘土；下伏基巖為下古生界（Pz1）混合片麻巖④-1全風(fēng)化混合片麻巖、④-2強(qiáng)風(fēng)化混合片麻巖巖、④-3中風(fēng)化混合片麻巖及、④-4微風(fēng)化混合片麻巖。 </p><p><b>　　通航條件 </b&

7、gt;</p><p>　　本橋橋位處航道技術(shù)等級(jí)為Ⅵ級(jí)。其要求雙向通航孔凈寬不小于40米，凈高不低于6米，最高通航水位為5年一遇洪水位，即為8.074米。 </p><p><b>　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　在綜合考慮氣象、水文、地質(zhì)、沖刷、船撞、地震、質(zhì)量、工期、造價(jià)等諸多因素的基礎(chǔ)上，增城大橋三拱腳采用固結(jié)，即本橋?yàn)?/p>

8、有推力無(wú)鉸拱結(jié)構(gòu)。這就需要主墩與基礎(chǔ)具有較大的抗推剛度，以盡量減少橋墩水平變位在主拱內(nèi)產(chǎn)生的附加彎矩。 </p><p>　　主墩墩身采用分離式圓端形實(shí)體墩，墩身尺寸為13.5m（橫橋向）×5.0m（順橋向）。墩頂與拱腳固接，承臺(tái)厚3.0m?；A(chǔ)采用12根直徑2.0m的鉆孔灌注樁，按嵌巖樁設(shè)計(jì)。過(guò)渡墩墩采用三柱式橋墩，橋墩柱徑1.6m，基礎(chǔ)為直徑1.8m的鉆孔灌注樁。 </p><p

9、>　　為了抵抗橋梁的橫向水平力，增加橋墩的整體剛度，主墩兩承臺(tái)之間用寬4m的系梁連接，過(guò)渡墩除墩頂有系梁連接外，柱頂也增加了一道系梁。 </p><p><b>　　3 計(jì)算分析 </b></p><p>　　3.1 荷載及荷載組合 </p><p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》和《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，下部結(jié)構(gòu)主要荷載及荷載

10、組合如表1所示。 </p><p>　　基礎(chǔ)計(jì)算荷載組合表1 </p><p>　　基本組合 組合Ⅰ 恒載+活載+支座沉降 </p><p>　　組合Ⅱ 恒載+活載+支座沉降+溫度 </p><p>　　組合Ⅲ 恒載+活載+支座沉降+溫度+制動(dòng)力 </p><p>　　偶然組合 組合Ⅳ 恒載+活載+船撞 </p&

11、gt;<p><b>　　3.2 計(jì)算內(nèi)容 </b></p><p>　　主墩包括墩身、承臺(tái)和樁基三部分，設(shè)計(jì)中也分別對(duì)三個(gè)部位進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　由于主墩承受水平推力，因此首先要計(jì)算基礎(chǔ)的樁頂反力，確保每根樁基在施工過(guò)程的各個(gè)階段及使用過(guò)程中始終處于受壓狀態(tài)。如果樁頂出現(xiàn)負(fù)反力，就需要采取措施減小下部結(jié)構(gòu)水平推力或是加大樁基間距。 <

12、;/p><p>　　墩身計(jì)算：首先要根據(jù)最不利受力組合對(duì)墩身截面進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，然后根據(jù)配筋結(jié)果驗(yàn)算墩身縱橋向及橫橋向的強(qiáng)度及裂縫。 </p><p>　　承臺(tái)樁基內(nèi)力計(jì)算：根據(jù)不同的組合類別，分別計(jì)算相應(yīng)的樁頂最大、最小反力以及縱橋向和橫橋向的樁身最大彎矩。 </p><p>　　承臺(tái)計(jì)算：主要包括撐桿抗壓承載力計(jì)算、系桿抗拉承載力計(jì)算、斜截面抗剪承載力計(jì)算、墩身向下沖

13、切承臺(tái)及和角樁和邊樁向上沖切承臺(tái)的沖切承載力計(jì)算以及樁頂處的局部壓應(yīng)力計(jì)算。 </p><p>　　樁基計(jì)算：本工程樁基為嵌巖樁，嵌入微風(fēng)化混合片麻巖，首先要驗(yàn)算樁基的單樁軸向抗壓承載力。然后根據(jù)承臺(tái)樁基內(nèi)力計(jì)算結(jié)果分軸力最大、軸力最小、順橋向（或是橫橋向）彎矩最大等幾種工況來(lái)計(jì)算樁身強(qiáng)度及裂縫。 </p><p>　　4 主橋其他減小水平力的措施 </p><p>

14、;　　中承式剛架系桿拱橋主邊孔大小跨帶來(lái)的不平衡推力的問(wèn)題。由于本橋?yàn)閯傂韵禇U（梁）剛性拱，主梁剛度足夠大，為了不削弱主梁的作用就沒(méi)有設(shè)置柔性系桿，這樣做產(chǎn)生的后果就是主墩的水平推力過(guò)大。雖然主墩與基礎(chǔ)具有較大的抗推剛度，但是還是需要在總體設(shè)計(jì)中盡可能的減小水平推力，避免它的長(zhǎng)期作用引起地基土的變形。本橋主要有以下幾種措施: </p><p>　?。?）邊跨采用比主跨小的矢跨比。增城大橋的拱肋軸線均采用二次拋物線

15、，主拱矢跨比為1/4，邊拱矢跨比為1/7.802。 </p><p>　　（2）邊孔采用比主孔大的恒載集度。中跨主拱肋截面采用矩形鋼箱梁的結(jié)構(gòu)型式，截面尺寸為1.5m2.0m（bh）；邊跨拱肋則采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為3m×2.7m（bh）的矩形空心截面。 </p><p>　?。?）增加邊跨端橫梁的壓重也是解決主邊孔大小跨帶來(lái)的不平衡推力問(wèn)題的一種有力手段。本橋在邊跨端部設(shè)

16、置強(qiáng)大的端橫梁作為預(yù)應(yīng)力錨固端，同時(shí)可以增強(qiáng)橫向的穩(wěn)定性和平衡水平推力；并在端橫梁設(shè)置牛腿，將引橋搭在端橫梁上，以增加端橫梁的壓重。 </p><p>　?。?）通過(guò)主梁的強(qiáng)制合攏來(lái)平衡水平力。本橋主縱梁分別在主跨和兩側(cè)邊跨設(shè)置合攏段，通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)主梁的強(qiáng)制合攏，同時(shí)來(lái)減小結(jié)構(gòu)的水平推力。通過(guò)在不同的施工階段不同位置（主跨或邊跨）張拉不同數(shù)值的預(yù)應(yīng)力，使主墩的水平力在施工過(guò)程中及運(yùn)營(yíng)階段都處于一個(gè)較小的水

17、平上。 </p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　在非巖石地基上，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是有推力無(wú)鉸拱設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而縱向水平力是控制基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要因素。因此在這類拱橋設(shè)計(jì)中，一方面要使基礎(chǔ)具有較大的抗推剛度，另一方面也要在總體設(shè)計(jì)中采取措施盡可能的減小水平推力。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b

18、></p><p>　　[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，2004 </p><p>　　[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）.北京：人民交通出版社，2007 </p><p>　　[3]陳寶春.鋼管混凝土拱橋（第二版）.北京：人民交通出版社，2