| 1 概述 云臺(tái)山河大橋位于南京機(jī)場(chǎng)高速公路B標(biāo)段，全長(zhǎng)155.53m。季節(jié)性航道，設(shè)計(jì)通航凈寬12m，凈高2.5m，大橋的南京側(cè)邊孔兼作人行通道。橋梁平面位于?R?=6784.7m的圓曲線上，縱向位于?R?=20000m凸形豎曲線內(nèi)，橋縱軸線與河流正交。經(jīng)過方案比選與優(yōu)化，確定橋孔布置為5孔30m一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土T形組合梁，下部結(jié)構(gòu)因南京側(cè)(0#)橋臺(tái)填土較高、地質(zhì)條件較差，故采用肋板式臺(tái)身，其它均采用柱式墩臺(tái)，基礎(chǔ)全部為鉆孔灌注樁。 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：? 設(shè)計(jì)荷載：汽車-超20級(jí)，掛車-120；? 設(shè)計(jì)行駛車速：120km/h；? 橋面寬度：2×10.75m(行車道)+3m(中央帶)+2×0.75m(護(hù)欄)=26m。? 2 方案比選與優(yōu)化 2.1 橋跨的確定 云臺(tái)山河雖為等外級(jí)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(jié)都要從此泄洪。橋跨的確定要同時(shí)考慮通航、泄洪、經(jīng)濟(jì)等諸方面的因素。從通航角度出發(fā)，20m跨徑綽綽有余。但采用20m跨徑有5個(gè)水中墩，這對(duì)泄洪很不利。而采用30m跨徑僅有3個(gè)水中墩，阻水面積減少40%。若采用40m跨徑，水中墩減為2個(gè)，但這三種跨徑的造價(jià)是不同的。一般來說上部結(jié)構(gòu)跨徑越大造價(jià)越貴，相應(yīng)的下部結(jié)構(gòu)則未必如此。綜合考慮各方面的因素，最后確定采用30m標(biāo)準(zhǔn)跨徑。 2.2 橋長(zhǎng)的確定 施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)初步設(shè)計(jì)大綱進(jìn)行，本橋初步設(shè)計(jì)方案為7孔30m組合T梁。從地質(zhì)資料來看，機(jī)場(chǎng)方向有一近6m深的軟土段，深淺不一，軟土路基不易進(jìn)行處理。施工圖設(shè)計(jì)試圖對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)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35m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(hào)橋墩無論作擴(kuò)大基礎(chǔ)還是采用樁基礎(chǔ)，在技術(shù)上都難以處理。 相對(duì)而言，進(jìn)行軟基處理要比解決12號(hào)墩的技術(shù)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(shù)上滿足要求；11孔、9孔、7孔橋長(zhǎng)較大，但仍有軟基要作處理；5孔雖要作軟基處理，但橋長(zhǎng)短比較經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過多方比較，最后選定5孔30m組合T梁方案。? 3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上部結(jié)構(gòu)原則上參考通用圖設(shè)計(jì)，但由于該橋位于?R?=6784.7m的平曲線上，單跨12片梁長(zhǎng)短不一，預(yù)制十分不便，設(shè)計(jì)中對(duì)通用圖進(jìn)行了修改。如圖1所示，Li表示兩墩(臺(tái))帽中心線間在T梁中軸線處的距離；?Δi表示在T梁中軸線處封頭混凝土厚度加減的數(shù)值，正值表示增加，負(fù)值表示減少。通過調(diào)節(jié)每片梁現(xiàn)澆封頭混凝土的厚度，而使預(yù)制長(zhǎng)度不變。這樣既滿足曲線的需要，又簡(jiǎn)化了施工。 圖1 4 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 下部結(jié)構(gòu)除南京側(cè)橋臺(tái)采用肋板式臺(tái)身外，其它均采用柱式墩臺(tái)，基礎(chǔ)全部為鉆孔灌注樁。由于南京側(cè)橋臺(tái)后填土高達(dá)7m，且下有近6m深的軟土層。為防止臺(tái)后路基沉降、滑移以致影響橋臺(tái)，不僅臺(tái)后軟土路基要作處理，且橋臺(tái)設(shè)計(jì)要作特殊考慮。高填土使橋臺(tái)須承受較大的臺(tái)后土壓力，設(shè)計(jì)采用了肋板式臺(tái)身、雙排樁基礎(chǔ)，具有比柱式、單排樁橋臺(tái)大得多的的承受力。? 地質(zhì)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(zhǎng)巖，表面1～3m風(fēng)化強(qiáng)烈。基樁設(shè)計(jì)時(shí)，首先運(yùn)用摩擦樁的計(jì)算公式：進(jìn)行試算，結(jié)果單樁承載力不夠，則本橋基樁為嵌巖樁而非摩擦樁，應(yīng)按嵌巖樁的計(jì)算公式：［P］=(C1A+C2Uh)Ra進(jìn)行單樁承載力驗(yàn)算，樁嵌入基巖中(不計(jì)風(fēng)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(dān)豎向荷載，而后者由樁尖和樁周土共同承擔(dān)，且大部分由樁周土承擔(dān)。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(shù)量通長(zhǎng)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(zhǎng)配置。 5 施工要求 作為一座大橋的施工，肯定會(huì)碰到各種各樣的問題，本橋有以下問題值得注意： (1)該橋位于平曲線上，各墩、臺(tái)須按平曲線徑向放樣，上部結(jié)構(gòu)梁的預(yù)制要滿足曲線橋梁的需要。 (2)南京側(cè)橋臺(tái)屬高填土，應(yīng)先超填預(yù)壓，待臺(tái)前、臺(tái)后填土穩(wěn)定后，再進(jìn)行鉆孔。 (3)該橋樁基按嵌巖樁設(shè)計(jì)，故對(duì)樁底的清孔要求很高，沉淀層厚度應(yīng)≤5cm。? 只有正確鑒別未風(fēng)化基巖的埋置深度，才能保證樁尖嵌入未風(fēng)化基巖深度的準(zhǔn)確性，從而達(dá)到樁基的設(shè)計(jì)要求。 6 體會(huì) (1)大橋方案的選擇直接影響到工程造價(jià)、進(jìn)度以及美觀，設(shè)計(jì)中應(yīng)作認(rèn)真比選，作出最佳選擇。確定本橋方案時(shí)前后反復(fù)過多次，從最后效應(yīng)來看還是不錯(cuò)的。? (2)大半徑彎橋在高速公路中較為普遍，設(shè)計(jì)中如何處理是值得認(rèn)真探討的。本橋的設(shè)計(jì)方法既方便施工，又滿足曲線橋要求，可供今后設(shè)計(jì)借鑒。? |
