思南岩头河大桥设计的几点优化

高 丽，任廷飞

(贵州桥梁设计院)

1 概 述

岩头河大桥位于贵州省思南县许家坝镇与青杠坡镇交界处，跨越岩头河，跨径布置为53 m+128 m+92 m，桥梁全长为281 m。1#桥墩为双肢薄壁实体墩身，墙式基础，墩身高度为35 m;2#桥墩上段为双柱式矩形截面空心墩，中段为双柱式矩形截面实心墩，下段为整体箱型截面墩，群桩基础，墩身高度为86.5 m。为贵州省第二座三跨不对称连续刚构公路桥。

2 设计的几点优化

2.1 上部结构分跨比的合理布置

一般情况下，为使大跨径预应力混凝土连续刚构桥受力合理，便于结构预应力钢束布置和对称施工，桥垮布置多采用对称布置，并且一般边中跨比在0.5 ～0.8 之间，多数在0.5 ～0.6 之间。在平原地区结构分跨对称布置一般不存在问题，但在我国西部山区则不同，由于地形起伏大，桥梁跨越处地形常常遇见“U”形或“V”形峡谷，地势险峻，桥梁的分跨布置可能不对称或者边中跨比不理想，以致造成桥梁结构处理、内力和变形控制、预应力配置及施工方案等比一般对称布置复杂。我院查阅已经设计的几座不对称连续刚构桥的相关资料，整理出各桥的边中跨比(见表1)。

表1 国内部分已经设计的不对称连续刚构桥边中跨比

从上表可以看出，小T 侧的边中跨比在0.217 ～0.552之间，大T 侧的边中跨比在0.361 ～0.700 之间。我院根据查阅的资料，结合岩头河大桥跨越不对称“V”形峡谷实际的地形，经过各方面的跨径比选，大量的模型计算，整理出思南岩头河大桥最合理的孔垮布置:53 m+128 m+92 m，小T 侧的边中跨比为0.414，大T 侧的边中跨比为0.719。

2.2 桥墩高度不对称的优化措施

不对称连续刚构布置主要表现在，跨径不对称或墩高不对称，或两种情况均存在。思南岩头河大桥就是集两种情况于一体，是同类型桥中颇具特色的结构。

思南岩头河大桥2#桥墩上段为双柱式矩形截面空心墩，中段为双柱式矩形截面实心墩，下段为整体箱型截面墩。两岸引道的标高，确定了本桥的桥面标高，桥面标高及岩头河的施工水位确定了2#桥墩高度为86.5 m。1#桥墩位于思南岸反向自然边坡上，坡角近于直立，大部分临空，为了保证桥墩基础顶面距岩石外侧临空面的安全距离不小于15 m，故采用实体矩形墙式基础。1#桥墩高出思南岸边坡自然面的高度为21 m。我院计算模型保持主梁跨径53 m +128 m +92 m 和2#桥墩高度86.5 m 不变，1#桥墩高度由20 m 开始进行计算，按5m 递增至35 m，当1#桥墩高度为35 m 时，并在中跨合龙前，对主梁施加90 t 的顶推力，这样，桥墩墩身和上部结构受力比较合理。故取1#桥墩墩身高度为35 m。1#桥墩与2#桥墩墩高比为0.405。

为了少破坏思南岸的边坡，我院要求施工单位在开挖1#桥墩基础时，不要将整个山体开挖至基础顶面，只要有施工平台，采用挖孔的形式施工1#桥墩墙式基础，基础顶面以上施工浇筑的基础护壁可保留，但基础护壁和墩柱混凝土间采用橡胶垫块隔离，保证1#桥墩墩身的自由长度。

通过调整1#桥墩的高度，优化了桥墩墩高不对称，减少了两墩的高差。对主墩的结构形式进行特殊设计，避免了双墩抗推刚度相差过大给墩身及上部结构受力带来不利的影响。并对1#桥墩基础施工提出合理的方案，避免大面积开挖边坡，减少对自然环境的破坏。

2.3 对构造的几点处理

(1)合拢段设置横隔板

思南岩头河大桥属典型的非对称连续刚构，箱梁底板按照1.5 次抛物线规律变化，底板钢束较多，纵向预应力沿底板曲线布置，对底板产生径向分力，对于合拢段附近只有32 cm厚的底板来说，要承受一定长度范围内的径向力，是比较困难的。通过利用BridgeKF 软件对岩头河大桥进行局部实体分析，证明张拉预应力在弯曲部分对腹板和底板会产生较大的外崩力。必须采取相应措施来解决此问题。为此，在合拢段附近增设4 道横隔板，由于横隔板的强大作用，在合拢段附近一定范围内径向力将被横隔板平衡，对底板非常有利。

(3)设置径向力平衡钢筋

为了防止由于底板受到纵向钢束的径向力的作用而产生崩裂，我院在底板内设置径向力平衡钢筋，平衡钢筋根据底板有或无波纹管情况采用不同的设置形式。底板无波纹管的部位采用单肢平衡钢筋卡在底板上下外层横向钢筋上即可满足要求;底板有波纹管的部位采用半闭合平衡钢筋将底板上下外层横向钢筋框住，使底板上、下缘整体受力。

(3)2#桥墩设置横系梁及整体箱

2#桥墩高度为86.5 m。桥墩的稳定系数与刚度有关，刚度越大，稳定系数越大，刚度系数越小，稳定系数越小。为了增强2#桥墩的稳定性，也就是增加桥墩的刚度，我院在设计中将2#桥墩进行了优化，将2#桥墩墩身分为三段设计，上段为双柱式矩形截面空心墩，中段为双柱式矩形截面实心墩，下段为整体箱型截面墩。在上段和中段墩身之间设置1.5 m厚的横系梁，将上段和中段墩身连成一体，增强2#桥墩刚度，增大2#桥墩稳定性。

3 结束语

常规的对称连续刚构桥经过我国20 多年的设计与施工，技术及经验成熟，非对称连续刚构桥设计与施工的不多，还需要进行更多的积累和总结。重点介绍了思南岩头河大桥上部结构分跨比的合理布置、桥墩高度不对称的优化措施和构造上的几点处理，对今后同类桥型的设计具有一点指导作用。

［1］潘文跃，陈孔令.三界怒江大桥非对称连续刚构桥的设计［J］.公路，2005，(7).

［2］唐方清.贵州关兴公路落拉河大桥设计［J］.人民长江，2003，(7).

［3］丁立新.贵州关兴公路落拉河特大桥总体设计［J］.世界桥梁，2005，(1).