1、大跨径预应力混凝土连续梁桥设计摘要：介绍了京昆高速南水北调大桥工程概况，建立了连续梁桥的Midas和桥博计算模型；通过计算结果表明：该桥按全预应力混凝土构件设计满足规范要求，承载能力有一定储备。 关键词：连续梁桥 预应力混凝土 设计 Abstract: this paper introduces the general situation of the construction of the high speed of south-to-north water transfer project bridge, a bridge of the continuous girder bridge f
2、or Midas and bo calculation model; Through the calculation results show that: the bridge is according to all prestressed concrete component design meet the requirements of specification, carrying capacity have certain reserves. Key words: prestressed concrete continuous girder bridge for design 中图分类
3、号：U445 文献标识码： A 文章编号： 工程概况 南水北调大桥是京昆高速公路上一座重要大桥，桥梁跨越南水北调中线属于饮用水源保护区，南水北调中线干渠属于明渠段，设计地下水位低于渠底，桥梁与中线交角 90度，采用一跨过河。桥型设计方案经前期充分论证比较，确定主桥桥型为 55+100+55m变截面预应力混凝土连续梁桥，桥梁按上、下行双幅桥设计。主桥桥型布置立面图见图 1。 图 1 主桥桥型布置立面图（单位：cm） 主要设计技术指标 公路等级：一级公路； 设计荷载：公路-I 级； 设计车速：100km/h； 地震烈度：地震基本烈度度； 桥梁设计 3.1 总体布置 桥梁全长 600m，跨径布置为
4、3-30+(55+100+55)+10-30m，主桥为三跨变截面预应力混凝土连续梁，引桥为 30m预应力砼组合箱梁。桥梁全宽 34.5m，中空带宽 1m，单幅桥宽为 16.75m，行车道宽 15.25m。 3.2 主梁结构 上部结构为预应力混凝土分离双幅箱梁。单幅桥为变截面箱梁，主墩支点处梁高 5.80m，跨中梁高 2.6m，单箱单室断面，采用直腹板形式，箱梁横断面箱底宽 8.35m，箱顶宽 16.75m，箱梁挑臂 4.2m。梁底按 1.75次抛物线变化。箱梁顶板厚度 28cm；箱梁腹板厚度 60cm，中支点截面腹板厚度为 80cm，边支点截面腹板厚度为 100cm；箱梁底板厚度变化范围从 3
5、0cm，到支点处 90cm。箱梁顶板形成单向 2%的横坡。中支点截面横隔梁厚 2.0m，其下设置球型钢支座。边跨端支点截面横隔梁厚 1.5m，纵桥向梁端设一空心段可供检修人员进入箱梁。主桥箱梁采用 C55混凝土浇筑。箱梁截面尺寸见图 2所示。 图 2 箱梁支点与跨中截面（单位：mm） 预应力体系： 箱梁采用三向预应力混凝土结构： a）纵向预应力设计 采用 s15.2 高强度低松弛预应力钢绞线，标准强度 fpk=1860MPa，预应力锚具腹板束采用 19s15.2，顶板束采用 15s15.2 和22s15.2，中跨底板合拢束采用 19s15.2，中跨顶板合拢束采用15s15.2，边跨顶、底板合拢
6、束采用 19s15.2，钢束控制张拉应力取con=0.75fpk，预应力管道采用塑料波纹管。 b）横向预应力设计 采用 4s15.2 高强度低松弛预应力钢绞线，标准强度 fpk =1860MPa，预应力锚具采用扁锚，束矩为 50cm。 c）竖向预应力 腹板布置了竖向预应力，竖向预应力采用 32 精轧螺纹钢100cm的布置，并且注意与纵、横向预应力系统的避让,每根螺纹钢的张拉力为567kN。 结构分析计算 上部结构采用 Midas Civil 2010对施工阶段、使用阶段的结构刚度、强度、应力进行分析计算，并采用桥梁博士 3.2进行了对比复核计算，主桥箱梁按全预应力混凝土构件设计。根据规范要求，
7、施工阶段按施工步骤及工况逐阶段进行分析，验算梁体内力及应力状态；使用阶段考虑恒载、活载、预应力、基础沉降、收缩徐变、温度等效应。上部结构计算模型如图 3 所示： 图 3上部结构计算模型 计算结果如下： 施工阶段箱梁截面最大压应力 14.6Mpa，小于 0.7fck=24.85MPa; 最大拉应力-0.4Mpa，小于 0.7ftk=1.92MPa。 使用阶段正应力见表-1表-3，表中应力满足规范要求。 表-1 长期效应组合下结构正应力值（MPa） 承载能力极限状态计算内力值见表-6，结构强度满足规范要求，且有一定安全储备。 表-6 承载能力极限状态弯矩值（Kn*m） 主桥施工方法及步骤 主桥变截
8、面连续梁采用挂篮对称悬臂浇筑法施工，梁段划分为：0 号块总长 12m，悬浇段 112号块为（53m+74m） ，合拢段长 2.0m。 1）设置中墩墩顶临时支座，临时支座的尺寸大小由施工单位自定，并布置临时锚固钢筋，一端深入墩身混凝土内，一端伸入 0节段内。 2）在桥墩承台部位搭设支架立模浇筑 0节段。 3）同时安装两套挂篮，并从 1节段开始利用挂篮逐段对称进行悬臂浇筑，直至 12节段，张拉相应节段悬臂钢束。同时利用立于边墩承台上的支架立模浇筑边跨现浇段。 4）浇筑边孔合拢段，张拉边跨预应力钢束，拆除边跨合拢段挂篮或压重。 5）浇筑中跨合拢段，张拉中跨跨中顶板及部分底板连续钢束，释放中墩临时固结
9、，拆除中跨合拢段预压重。 6）施工桥面系，完成全桥施工。 结语 预应力混凝土连续梁以其结构整体刚度好、抗弯强度高、抗扭性能好、行车平稳舒适、养护简单、施工工艺成熟等特点，在 40-150m跨径范围具有较大竞争优势。本文就设计及施工中考虑的问题做了一些简要介绍，希望为今后同类桥梁提供参考。 参考文献： 1 邵旭东.桥梁工程S.北京:人民交通出版社.2006. 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D602004）S.人民交通出版社. 3 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）S. 北京:人民交通出版社. 4 北京迈达斯技术有限公司. 分析设计原理S. 2008. 5 范立础.预应力混凝土连续梁桥S. 北京:人民交通出版社，2001. 6 范立础.桥梁工程S. 北京:人民交通出版社，2001.
