潭欖橋設計要點綜述

經驗人：張 靜

潭欖橋設計要點綜述

經驗人：張 靜

潭欖橋是海南省2014年危橋改建計劃的重點工程，本文介紹了該橋在橋梁方案選定、抗震設計應用、工程造價控制等方面的設計思想和要點，供大家參考和討論。

潭欖橋位于省道S202定安縣城路段（見龍大道），跨越潭欖溪，是連接定安縣新城區(qū)和老城區(qū)的一座重要橋梁。原橋建于上世紀六十年代，橋梁型式為3～25m鋼筋混凝土雙曲拱，矢跨比1/5，全寬24m，橋長93m。橋臺為重力式橋臺、擴大基礎，橋墩為實體橋墩、灌注樁基礎。全省危橋普查發(fā)現(xiàn)，該橋主拱圈、拱腳、橋臺側墻、橋墩基礎出現(xiàn)不同程度病害，被評定為四類危橋。該橋被列為海南省2014年危橋改建計劃首批實施重點項目。

技術標準確定

見龍大道道路等級為城市主干路，設計速度60km/h，潭欖橋服從路線標準，主要技術標準見表1。

表1　項目主要技術標準

平縱方案

潭欖橋位于已建成的見龍大道上，橋梁平縱方案服從見龍大道路線平縱方案以及《定安縣城市總體規(guī)劃》（2005-2020年），盡可能的避免大量拆遷，兼顧城鎮(zhèn)的近期發(fā)展和長遠規(guī)劃。

根據《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）和《城市橋梁設計規(guī)范》（CJJ 11-2011）該橋設計洪水頻率應為1/100，而橋梁兩側市政路和潭欖溪防洪堤防洪標準均為1/20，從城市總體規(guī)劃和與環(huán)境的協(xié)調性考慮，橋梁應與周邊構造高程保持協(xié)調一致，即使橋梁防洪標準高于周邊環(huán)境，也達不到預期目的，反而造成浪費。經多方研究討論，最終確定該橋設計洪水頻率為1/20，橋梁縱斷面服從已建成的見龍大道縱斷面。

橋梁方案

潭欖橋雖為公路橋梁，但身處過縣城路段，橋梁方案需要結合市政功能需求、城鎮(zhèn)施工條件等綜合考慮，既要滿足兩種橋梁的基本要求，又要有側重地突出市政要素。

橫斷面方案確定

潭欖橋一頭接新城區(qū)，一頭接老城區(qū)，新城區(qū)道路橫斷面寬50m，老城區(qū)道路寬31m。為保證行車通暢性和安全性，橋梁橫斷面不壓縮行車道寬度，其行車道、非機動車道及分隔帶寬度與新城區(qū)道路橫斷面保持一致，同時為降低造價，將人行道寬度適當減小，由7m變?yōu)?m，橋梁橫斷面具體分布如下：人行道（5m）+非機動車道（4m）+機非分隔帶（2m）+車行道（24m）+ 機非分隔帶（2m）+非機動車道（4m）+人行道（5m）=46m。橋梁較寬，橋下凈空不充裕，為進一步爭取橋下凈空，將橫坡最低點由人行道緣石側變至機非分隔帶位置，達到減少橫坡高差目的。

橋型方案比選

潭欖橋跨越的潭欖溪河段正在進行整治，兩岸河堤已建成，河堤頂部已鋪筑砂石路面，橋位處河道寬度約95m。隨著兩岸城鎮(zhèn)化程度也越來越高，橋梁建設應考慮兩岸長遠發(fā)展，橋長宜能跨越河溪即可，不宜深入河岸太遠。綜合地形地貌、使用功能、縣城總體規(guī)劃等，初步確定橋梁長度為100m左右，擬定兩種橋型方案：

（1）方案一：5～20m裝配式預應力混凝土簡支空心板

橋梁總長110.92m；上部結構采用5～20m裝配式預應力混凝土簡支空心板，梁高0.95m；下部橋墩采用柱式墩，摩擦樁基礎，橋臺采用U臺，摩擦樁基礎。

（2）方案二：5～20m現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁

橋梁全長96.0m；橋梁全寬8.5m；上部結構采用3～30m預應力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.3m；下部橋墩采用柱式墩，摩擦樁基礎，橋臺采用U臺，摩擦樁基礎。

方案一為預制空心板，上部可標準化預制，質量有保證，吊裝施工，雨季旱季均可施工，工期短；梁高小，在橋面高程受限時，有利于爭取橋下過水面積；裝配式結構通過后期濕接形成一體，整體性不如現(xiàn)澆結構；簡支體系有利于抗震，可將水平地震力均勻分配給各個墩臺；單位工程造價較低。

a）5～20m裝配式預應力混凝土簡支空心板

圖1　潭欖橋橋型布置圖

方案二為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，上部采用滿堂支架施工，工藝復雜、要求高，洪水季不宜施工，工期較長；梁高大，橋下過水面積較少；現(xiàn)澆混凝土結構，整體性較方案一好；連續(xù)結構體系的固定墩要承受巨大的水平地震力，需要特殊設計；單位工程造價較高。

綜合考慮施工條件、工期、抗震、造價等因素，推薦橋型方案一。

橋梁抗震設計及措施

橋梁處基本烈度為8度，地震動峰值加速度為0.2g，抗震設防類別為B類，工程場地類別為Ⅲ類，反應譜特征周期為0.45s。

橋梁處于高烈度區(qū)，抗震要求較為突出，從抗震角度看，橋型方案選取簡支結構為宜，簡支體系可將兩個個方向水平地震力較均勻的分配給每個墩臺。

高烈度區(qū)橋梁需要進行抗震設計，目前橋梁抗震方法大體可分為減隔震設計和延性設計。潭欖橋梁橫向寬度較大，橋墩較矮，橋梁水平抗推剛度較大，不宜采用延性設計，可采用減隔震。采用的抗震措施如下：

1.采用超高阻尼橡膠支座，延長結構自振周期，減小水平地震力。

2.合理設計抗震擋塊尺寸，一方面防止結構在罕遇地震作用下的落梁，另一方面使得地震來臨時主梁與擋塊的橫向碰撞力趨于小值。

3.合理設置擋塊與主梁間的距離，有利于支座隔震效應的發(fā)揮。

4.在擋塊內側及臺背前墻位置黏貼防震緩沖橡膠墊塊，減小碰撞力。

總結

潭欖橋為舊橋改建項目，改建路線總長度0.5km，橋梁長度110.92m，項目總造價4020.0891萬元，其中建安費3265.6651萬元；橋梁部分總造價3129.7678萬元，其中建安費2560.8345萬元。通過路線總體方案、橋型方案、橋梁橫斷面、抗震體系選擇等方面反復研究和比選，在保證使用功能和滿足規(guī)范的基礎上，投資控制取得較好的效果。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.051