1、1V 型 墩 -连 续 梁 结 构 设 计栗勇 1、安邦 1、姜鹏 1 （北京市市政工程设计研究总院 1，北京，100045）摘要 希望桥采用创新型的 V 型墩-连续梁结构，该结构由 V 型墩、墩顶系杆、支座以及采用肋梁式横截面的主梁组成。本文介绍了该桥的总体布置、结构设计特点。关键词 V 型墩；连续梁；结构设计。 一、工程概况希望路位于洛阳市新区，是新区内一条重要东西向交通干道，希望桥是希望路上跨伊河的一座桥梁。上部采用先简支后连续预制箱梁，下部采用 V 型墩。水中桥梁布置为 35+25（V 型墩处）+35 米，岸上桥梁布置为 30+20（V 型墩处）+30 米，桥梁全长811 米。图 1
2、希望桥立面效果图二、桥型方案的整体构思随着经济的发展和科学技术的进步，人们对于桥梁的要求并不限于跨越功能，对美观的关注程度日益提高。在充分考虑桥位特点、通航要求、桥型与周边环境协调等因素后，确定主桥采用 V 型墩-连续梁结构。目前，国内 V 型墩-梁式桥多采用 V 型墩-连续刚构结构，其技术成熟可靠。但对于纵断较低或长度较大的桥梁，V 型墩-连续刚构桥的温度内力（升降温差引起的次内力） 、收缩徐变内力以及分联墩对桥梁景观的不利影响均限制其应用。综合比较两种结构优缺点，确定主桥采用新型的 V 型墩-连续梁结构。该桥型具有以下特点：2（1）该结构由 V 型墩、墩顶系杆、支座以及采用肋梁式横截面的主
3、梁组成。 V 型墩、墩顶系杆构成独立的承重、传力构件，将支座传递下来的竖向荷载传至基础。（2）V 型墩-连续刚构桥斜腿中心线与垂线夹角多采用 30左右，V 型墩-连续梁桥可根据景观需求夹角采用 3060。（3）墩顶系杆完全置于主梁肋板之间，桥梁造型与 V 型墩-连续刚构桥相同，且全桥无需单设分联墩，桥梁景观效果更趋完美。 （4）上部采用简支或连续预制箱梁，相对于 V 型墩 -连续刚构桥，既避免了 V 型墩间复杂的墩梁结构又加快了上部施工工期。（5）由于主梁与 V 型墩通过支座连接，主梁可采用简支或连续结构，结构温度次内力、收缩徐变次内力问题得以解决。图 2：桥型总体布置图（局部）三、结构设计（
4、一） 、主梁上部结构采用先简支后连续预应力砼预制箱梁结构，箱梁跨径分别为 20 米、25 米、30 米、35 米，考虑到美观要求，一联内梁高等高。25 米箱梁同 35 米箱梁梁高为 1.8米， 20 米箱梁同 30 米箱梁梁高为 1.6 米。单幅桥宽 20 米，横断面布置 6 片梁。鉴于系梁对类梁式截面横隔梁有一定削弱，主梁采用整体性能好的预制箱梁。3图 3：上部横断面布置（二） 、V 型墩及基础V 型墩跨径为 20 米、25 米两种，净高分别为 8.4 米、10.5 米。顺桥向，V 墩两斜腿顶部通过系梁连接成整体，系梁截面为高度 1.2 米（1 米） ，上口宽 1.5 米，下口宽2 米的梯形
5、截面。大、小 V 墩标准段斜腿纵桥向厚度分别为 2 米、1.6 米，外缘由圆曲线接直线段组成。根据景观需求，斜腿中心线与垂线夹角为 51。横桥向，V 墩由 3片斜腿组成，间距 3.4 米，两斜腿通过墩顶横梁连接成整体。每片斜腿横桥向为34.56 米变宽，外缘由圆曲线接直线段组成。桥墩基础采用群桩接承台形式，承台尺寸为 8.517.73.15 米，下接为 10 颗直径为 1.5 米的钻孔灌注桩。图 4：大 V 墩外形图4图 5：小 V 墩外形图系杆采用预应力结构来承担拉力，预应力采用 7 束 13 S15.2 钢绞线。钢束在两端采用竖弯并锚固与 V 型墩墩身以解决系杆与墩身连接问题。图 6：V
6、墩系杆预应力布置图四、结构分析根据大桥的受力特点，V 形墩、墩顶系杆构成独立的承重、传力构件。为达到景观要求，本桥墩斜腿中心线与垂线夹角（夹角为 51）较大。在上部结构荷载的作用下，桥墩内部及与相关构件连接位置局部应力较为复杂。因此为掌握 V 型墩受力性能，采用 Midas-Fea 建立仿真模型。图 7 结构离散图 图 8 V 墩正应力图5图 9 中肢墩正应力图 图 10 中肢墩主应力图图 11 系杆正应力图 图 12 系杆与 V 墩接触面主拉应力云图从图 812 看，桥墩各肢受力基本均匀，短期效应组合下 V 墩整体拉应力为0.010.72MPa。其中，V 墩斜腿交汇处及斜腿外侧部分位置出现
7、0.20.5 MPa 拉应力，系杆跨中下缘为 0.10.5 MPa 拉应力；系杆与 V 墩内侧接触区域为 0.20.72MPa 拉应力，支承中线处系杆局部主拉应力达到 2MPa。通过上述分析， V 型墩斜腿主要承担轴向压力，系杆主要承担轴向拉力；斜腿、系杆可分别通过配置普通钢筋、预应力来解决受力问题；系杆与 V 型墩连接处主拉应力较大，通过预应力钢束下弯可以解决。五、结语对于纵断较低的城市桥梁，V 型墩-连续梁结构相对于其它 V 型墩梁式结构受力更加合理，桥梁景观效果更佳。希望通过本文介绍能为国内类似景观桥梁的设计提供参考。参考文献【1】 JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
