先简支后结构连续箱梁大桥设计

闫嗣伦

（辽宁省公路勘测设计公司，辽宁 沈阳110166）

1 概述

原有大桥桥面净宽9.0m,两侧设1.75m 人行道，设计荷载等级为汽车-20 级、挂车-100。全桥共27 孔，跨径组合为27×30.0m，桥梁全长816.0m，交角为90°。上部结构为7 片后张预应力混凝土简支T 梁，梁高1.75 米。下部结构为重力式桥墩，肋板桥台，基础均为桩基础。沥青混凝土桥面铺装，原桥伸缩缝已经全部采用沥青混凝土填充堵塞。

2016 年检测单位对大桥进行了现场检测，大桥被综合评定为3 类桥；2019 年最新检测结果，大桥被综合评定为4 类桥，从检测报告可以看出，大桥交通量较大，但该桥主体结构目前运营状况较好，承载能力基本满足原设计汽车荷载等级要求,且该桥未发现明显结构性病害。鉴于该桥病害现状,可酌情进行交通管制,加强路政监管,严格限制超载车辆通行；及时对T 梁墩顶位置翼缘板、人行道进行维修处理后观察使用，择机全桥改建。新桥建成通车后原桥立即封闭交通，原桥上下部病害进行彻底维修加固处理，维修改造后原桥断面与新建桥梁对称，车辆按上下行分幅通行。为了与原桥桥孔对应，新建左幅大桥标准跨径也为30m，与原桥对孔布置。

新建大桥采用装配式预应力混凝土（先简支后结构连续）箱梁。桥孔布置为27x30m，桥梁全长812.92m，设计角度90 度，桥面宽度为0.5 米防撞护栏+2.5 米人行道+8.5 米行车道+0.5米防撞墙。桥梁上部结构为装配式预应力混凝土连续箱梁，先简支后结构连续。下部结构为肋板台、桩基础，柱式墩、桩基础。本桥位于直线段内,无超高。

2 设计基本资料

2.1 设计标准

荷载等级：公路-Ⅰ级

环境类别：Ⅱ-E、Ⅱ-D 类

设计安全等级：一级

防撞等级：两侧护栏-SB 级

设计使用年限：主体结构为100 年；可更换部件为15 年。

地震基本烈度：地震动峰值加速度为0.05g，桥位区地震基本烈度为Ⅵ度。

桥面净宽：0.5 米防撞护栏+2.5 米人行道+8.5 米行车道+0.5 米防撞墙。

2.2 设计依据

《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）

《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）

《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30-2015）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

《公路工程抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）

《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2017）

《公路桥涵施工技术规范》（JTGT F50-2011）

《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）

《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》（JTGT 3310-2019）

3 设计要点

3.1 桥梁总体布置

大桥采用27 孔30 米连续箱梁跨越河流。上部采用4×30+5×30+5×30+4×30+5×30+4×30 共5 联预应力混凝土先简支后结构连续箱梁的结构形式，设计图纸中边跨与中跨系指每一联的边跨与中跨，4、9、14、18、23 号墩顶设160 型伸缩缝，0号台、27 号台顶设80 型伸缩缝。

3.2 结构尺寸

（1）连续箱梁中心梁高1.6m，湿接缝中心间距2.90m，中梁预制宽度2.40m，边梁预制宽度2.85m，湿接缝宽度0.50m，1、2号箱梁顶板横坡为2%，3、4 号箱梁顶板横坡为-2%。桥面横坡通过支座垫石、铺装进行调整。

图1 横向布置

图2 中梁断面

图3 边梁断面

（2）下部结构采用柱式墩(柱径1.4m)，桩基础（桩径1.6m）；桥台为肋板式桥台（肋厚1.2m，上底长1.4m，下底长3.5m），桩基础（桩径1.2m）。

图4 桥墩一般构造图

3.3 设计计算

（1）上部箱梁结构体系为先简支后结构连续，按部分预应力混凝土A 类构件设计,汽车荷载按照1.3 倍公路-Ⅰ级考虑。对结构分别进行承载能力极限状态验算、持久状况正常使用极限状态验算、持久状况和短暂状况构件的应力验算。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。

（2）墩柱、盖梁按极限状态法及裂缝控制进行配筋。

表1 预应力钢筋配置表

表2 预应力钢束张拉控制力表

3.4 桥面径流收集系统

根据《环境影响报告书》要求，为防止运营期间发生环境风险事故对河流的影响，桥面采用径流收集管道系统，将桥面径流引入两侧应急事故池内。径流收集管采用PVC 管，管道沿桥梁两侧纵向布置。成桥时可根据现场实际情况调整管道位置，但须确保管道引流桥面汇水能够顺利排入事故池内。

3.5 事故池

为防止公路路面径流对地表水体的污染，而同时又不过多增加工程难度和投资，路面径流雨水排入地表水体之前应设置沉淀池进行沉淀处理。这种用于沉淀处理路面径流雨水的沉淀池同时还可以起到防止危险品运输交通事故对敏感水体的污染的作用。两个事故池四周均需设置隔离栅，隔离栅上需设置警示标志牌以及“无关人员禁止入内”警示标语牌。

本项目根据《环境影响报告书》要求，在新建大桥两侧桥头设置事故池。事故池运行方式及管理、养护要求详见《环境影响报告书》。

3.6 防雷系统

本桥在路线前进方向左侧设置路灯防雷系统。

4 主要材料

4.1 铺装

桥面铺装采用5cm 细粒式温拌SBS 改性沥青混凝土+7cm中粒式温拌SBS 改性沥青混凝土+橡胶沥青碎石封层防水层+15cm 现浇Ca50 混凝土。

4.2 原材料

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5 结论

先简支后结构连续箱梁桥结合了简支梁桥和连续梁桥的优点，是一种经济合理具有较强竞争力的桥型，得到了广泛的应用。综上所述，大桥选用了较为合适的桥型。