丹江口二橋設(shè)計要點
2010-06-10
（一）總體布置
丹江口二橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，橋跨布置為88.0m+150.0m+150.0m+88.0m，橋梁起點：K0+60.534，橋梁終點：K0+548.534，橋梁全長488.0m，橋面中心設(shè)計標(biāo)高為181.446m。
大橋設(shè)R=13000.0的豎曲線，兩側(cè)雙向縱坡為1%，全橋無平曲線。橋面總寬12.5m，設(shè)置雙向橫坡，為1.5%。
（二）上部結(jié)構(gòu)
橋梁上部構(gòu)造由四跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁組成，箱梁采用單箱單室截面，箱梁頂板寬12.0m，底板寬7.0m，翼緣板懸臂長2.5m。箱梁支點處梁高為8.09m，跨中和邊跨現(xiàn)澆段梁高為3.39m，其間梁底按R=501.526m圓曲線變化。箱梁頂板厚30cm，腹板厚55cm～75cm，底板厚32cm～115cm，底板上緣按R=608.169m圓曲線變化。邊跨支點處腹板厚60cm，底板厚50cm。腹板上設(shè)有Φ10cm的通氣孔，縱向間距為300cm。全橋共設(shè)5道橫隔板，分別位于墩頂及梁端支點處，墩支點橫隔板厚120cm，端支點橫隔板厚70cm。為保證箱內(nèi)干燥，在箱梁根部區(qū)段底板上設(shè)有排水孔。此外，在懸臂施工過程中，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的泄水管。墩頂0號塊長15.0m，箱梁最大懸臂長73.5m。
箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力。縱向預(yù)應(yīng)力束分為：頂板束、底板束和腹板束，采用平豎彎相結(jié)合的空間曲線，分別錨固在箱梁的頂板、腹板、底板、承托或齒塊上?？v向預(yù)應(yīng)力束采用了 和 ，公稱直徑15.24mm、標(biāo)準(zhǔn)強度1860Mpa、ASTMA416-90a標(biāo)準(zhǔn)的鋼絞線，張拉控制應(yīng)力為1395Mpa，采用YM型錨具和內(nèi)徑為85mm、80mm的波紋管成孔。
豎向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ32的冷拉Ⅳ級精軋螺紋粗鋼筋，軋絲錨具，上端張拉錨在頂板頂面，控制張拉力543kN，豎向預(yù)應(yīng)力筋順橋向間距平均50cm，支點附近加密間距30cm。
橫向預(yù)應(yīng)力鋼束有采用 ，公稱直徑15.24mm、標(biāo)準(zhǔn)強度1860Mpa、ASTMA416-90a標(biāo)準(zhǔn)的鋼絞線。單端張拉，張拉控制應(yīng)力為1395Mpa，采用YMB扁錨和內(nèi)徑為40mm×19mm的扁波紋管成孔。
?。ㄈ┫虏拷Y(jié)構(gòu)
由于墩身較高，主橋橋墩采用鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)；主墩上承臺厚2.0m，下承臺厚3m。從本橋位的地質(zhì)和水文來看，橋墩處水深較大，巖石堅硬，根據(jù)《丹江口二橋初步設(shè)計專家審查意見》，為了盡可能保證基礎(chǔ)施工的可靠，施工難度最小，封底混凝土厚度較小，將三個主墩承臺均設(shè)計為高樁承臺：2號橋墩高27.446m，承臺底標(biāo)高為140.0m，樁基有52.0m長均為自由長度；在正常年景下，保證至少有6個月的周期進(jìn)行下部構(gòu)造的施工，施工保證水位定于148.0m（黃海高程），此承臺施工時水頭差在8m左右。由于此承臺頂標(biāo)高高出最低通航水位7.771m，對通航極不利，且影響美觀，若實際施工時水位未達(dá)到148.0m，在保證基礎(chǔ)施工可靠、封底混凝土厚度較小的前提下，應(yīng)及時與設(shè)計方聯(lián)系，考慮降低承臺標(biāo)高，以使結(jié)構(gòu)達(dá)到最合理狀態(tài)?？紤]到樁基自由長度較長，樁基施工困難，為保證連續(xù)梁整體的穩(wěn)定性，2號主墩基礎(chǔ)采用9Φ2.0m鉆孔灌注樁，樁長64.0m，嵌巖深度10.0m。根據(jù)《丹江口二橋初步設(shè)計專家審查意見》，本項目資金有限，1、3號主墩應(yīng)盡可能在枯水期完成基礎(chǔ)施工，故將1、3號主墩的承臺底標(biāo)高定為145.0m，橋墩高21.596m，，基礎(chǔ)采用5Φ2.0m鉆孔灌注樁，樁長分別為23.0m和32.5m。
?。ㄋ模蛎嫦导案綄俳Y(jié)構(gòu)
1、橋面系
橋面全寬12.5m，其中行車道9m，兩側(cè)人行道各1.5m，人行道欄桿各0.25m。橋面鋪裝采用10cm厚水泥混凝土找平層和7cm厚瀝青砼，橋面設(shè)相對行車道抬高21cm的人行道，人行道橫坡為1%。
2、 伸縮縫、支座
全橋共設(shè)兩道伸縮縫，分別位于箱梁與橋臺相接處，為SSFB320型伸縮縫。
主2號墩頂設(shè)置分別設(shè)置GPZ50000GD和GPZ50000SX支座各一個，其余各主墩均設(shè)置GPZ50000DX和GPZ50000SX支座，箱梁邊跨與橋臺相接處設(shè)置GPZ7000DX和GPZ7000SX支座。
?。ㄎ澹┙Y(jié)構(gòu)分析
橋梁的結(jié)構(gòu)分析采用了鐵道部大橋局設(shè)計院開發(fā)的鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)分析程序（PRBP），按結(jié)構(gòu)的施工階段（包括掛籃懸澆、支架現(xiàn)澆、邊跨合攏、中跨合攏、二期恒載）及成橋狀態(tài)下的活載等一系列工況，根據(jù)各自不同的結(jié)構(gòu)體系和可能發(fā)生的各種荷載，對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了不同的荷載組合，均能滿足規(guī)范要求。并采用了同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的橋梁結(jié)構(gòu)線性、非線性分析綜合程序系統(tǒng)（BAP）進(jìn)行驗算。計算中，施工荷載掛籃的重量取0.5倍最大梁段重量，設(shè)計為65.3t，設(shè)計合攏溫度為15℃，其余計算取值依據(jù)規(guī)范及設(shè)計值。
