V型刚构转体桥梁桥设计 摘要:根据高速公路采用(70+70)mV型刚构转体桥跨运营客运专线的成功案例,对此种桥型的设计特点作了介绍,为同类桥梁的设计研究提供参考和借鉴关键词:V型刚构,转体施工,客运专线1、工程背景荣乌高速公路潍坊至日照联络线的潍城至日照段是山东省“五纵、四横、一环、八连”高速公路网中“连四”的重要组成部分道路等级为高速公路,双向四车道,设计速度120km/h,平面处于半径6000m的圆曲线上胶济铁路共计4股道,北侧为胶济客运专线,南侧为胶济线(货运),均为电气化铁路胶济客运专线及胶济线(货运)均为繁忙干线铁路,因此需要采用合理的桥跨方案,减少对铁路运营的影响2、设计方案2.1总体设计:考虑本桥需跨越4股道,并且有时速200km/h的客运专线,因此,减少对铁路运营的干扰尤为重要故选用转体法施工的桥梁,一次“要点”跨越铁路为降低总体纵断面,跨越段梁高尽量压缩以缩小全桥桥梁规模,因此摒弃了常规的T构桥梁,采用V构桥梁图1:桥梁布置图2.2主梁设计桥梁采用整幅(70+70)m V型刚构体系,转体法施工,转体重量为:188000kN,转体长度为(65+65)m道路设计线与胶济铁路交角为86.2,V形墩斜腿顶部至梁端方向及V形墩两斜腿之间部分均采用变高度单箱四室斜腹板箱梁,V形墩斜腿顶部梁高6.0m,梁端梁高2.8m,V形墩间梁段跨中梁高4.5m。
全桥共划分为5个梁段进行支架现浇施工,0号梁段长40m,1号梁段长20m,2号梁段长25m,边跨现浇段为5号梁段,长4.9m梁体采用纵、横向预应力体系,纵向预应力钢束采用顶、腹、底板布束方式布置,其中顶底板束采用15-φs15.2钢绞线,腹板束采用17-φs15.2钢绞线2.3下部设计V形墩斜腿为钢筋混凝土实体式结构,斜腿轴线交角约80,上下固结;桥墩墩高10.0m斜腿顺桥向厚2.0m2.5、基础设计基础为钻孔灌注桩基础,设计为嵌岩桩承台为台阶式,分上下两层,上承台为矩形,顺桥向12.0m,横桥向宽13.5m,高3.0m下承台为矩形,长边19.0m,短边16.0m,高4.0m转盘结构采用环道与中心支承相结合的球铰转动体系,主桥桩基采用20根直径为1.8m的钻孔灌注桩,桩间距为4.0m,桩长33m承台设计及群桩基础布置应考虑施工及成桥工况,施工时仅有球铰与上下承台连接,和成桥状态差异较大,根据国内对承台受力机理的研究成果[1][2],本桥计算采用锥形面空间拉压杆模型理论,拟定合理的承台尺寸及布桩形式3、转体系统设计转体结构由转体下盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成下转盘上设置转动系统的下球铰、保险撑脚环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等。
钢球铰直径为φ3900mm,厚度为40mm,分上下两片每个球铰布置934块φ6cm的聚四氟乙烯片,计算压应力为59.83MPa该聚四氟乙烯片设计抗压强度为100MPa转体拽拉力计算:T=2/3(RWμ)/DR-球铰平面半径,R=1.95m;W-转体总重量,W=188000.0kN;D-转台直径,D=11.0m;μ-球铰摩擦系数,μ静=0.1,μ动=0.06;计算结果:启动时所需最大牵引力T=2 / 3(RWμ静)/ D=2221.8 kN;转动过程中所需牵引力T=2 / 3(RWμ动)/ D=1333.1kN故本桥每个转体选用两套两台ZLD300型液压、同步、自动连续牵引系统(牵引系统由 1100cm的转台圆周上的19-φs15.2钢绞线,使得转动体系转动图3:球铰系统总图4. 结语转体法施工的桥梁,由于对运营的高速公路、铁路等施工干扰少,越来越受到各参建方的青睐该桥经过90min的匀速转动,转体86.5,实现精准对接,全桥顺利合龙该桥的成功修建,为工程技术人员对类似项目开阔了思路,提供借鉴参考文献:(1)、王景全,张琪峰,钱桂枫,程飞沪杭高铁1.68万吨转体拱桥承台设计分析方法[J].桥梁建设,2013,43(5):99-105。
2)、黎耀,刘志刚锥形面空间拉压杆模型理论在转体桥梁承台设计中的应用[J]交通科技,2016,276(3):21-24全文完-。