江西省蘆溪縣東洲橋設(shè)計(jì)

劉 進(jìn)

（湖南大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410082）

0 引言

江西省蘆溪縣東洲橋跨越袁河，連接新老城區(qū)，是新老城區(qū)互通的重要通道。舊橋?yàn)?×20 m 簡(jiǎn)支T 梁結(jié)構(gòu)，橋面寬11.5 m，橋梁總長(zhǎng)80 m（見(jiàn)圖1）。因舊橋修建年代較久、橋面狹窄、設(shè)計(jì)荷載較低等因素，不能適應(yīng)蘆溪縣的發(fā)展，故在原橋位置拆除重建一座橋梁。

圖1 東洲橋舊橋照片

橋梁位于蘆溪縣外環(huán)線上，是進(jìn)出縣城的主要通道（見(jiàn)圖2）。目前，袁河兩岸已建成濱江公園，對(duì)景觀有一定要求。項(xiàng)目位于縣城，造價(jià)太高、施工難度大的橋梁非方案首選，因此對(duì)設(shè)計(jì)提出新的要求。

圖2 東洲大橋橋位示意圖

1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1-3]如下：

（1）道路等級(jí)：城市主干道。

（2）設(shè)計(jì)車速：40 km/h。

（3）設(shè)計(jì)荷載：城-A 級(jí)。

（4）航道等級(jí)：無(wú)通航要求。

（5）設(shè)計(jì)洪水頻率：1/50。

（6）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100 a。

（7）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)[4]

2.1 總體設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)遵循盡量少占河道斷面的原則，推薦采用兩跨過(guò)河，僅在河中設(shè)置一個(gè)橋墩。橋臺(tái)退后設(shè)置于河岸上，保證岸邊親水步道暢通，根據(jù)平面實(shí)際情況確定跨徑為2×51 m（見(jiàn)圖3、圖4）。

圖3 東洲大橋橋位平面圖

圖4 東洲大橋立面圖（單位：cm）

本項(xiàng)目路基橫斷面寬27.0 m。其中，機(jī)動(dòng)車道4×3.5 m，左右側(cè)非機(jī)動(dòng)車道均為2.5 m，人行道2.5 m，人行道與非機(jī)動(dòng)車道間設(shè)置1.5 m 寬拱肋區(qū)。主橋橋面寬度為：2.5 m（人行道）+1.5 m（拱肋區(qū)）+2.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+14 m（機(jī)動(dòng)車道）+2.5 m（非機(jī)動(dòng)車道）+1.5 m（拱肋區(qū)）+2.5 m（人行道）=27.0 m。

2.2 上部結(jié)構(gòu)

2.2.1 橋梁主體設(shè)計(jì)

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土V 型剛構(gòu)橋，跨徑布置為2×51 m，截面采用變高設(shè)計(jì)，邊支點(diǎn)處梁高2.0 m，中支點(diǎn)變高至4.0 m，梁底通過(guò)多次拋物線漸變，造型優(yōu)美。頂板通長(zhǎng)采用26 cm 厚，僅在腹板根部和橫梁根部加厚；底板跨中為25 cm厚，中支點(diǎn)部位加厚至60 cm，邊支點(diǎn)部位加厚至40 cm；腹板跨中部位為40 cm 厚，到支點(diǎn)處加厚至70 cm 厚。詳見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)斷面布置圖（單位：cm）

圖6 中支點(diǎn)斷面布置圖（單位：cm）

2.2.2 裝飾拱設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目橋跨選擇2×51 m，綜合多方面因素，采用V 型剛構(gòu)橋較合適。采用梁式橋能很好地降低施工難度、節(jié)約工程成本，但是為了滿足景觀的需要，可適當(dāng)增加非結(jié)構(gòu)性裝飾，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代感和美觀性（見(jiàn)圖7 至圖10）。

圖7 裝飾拱吊桿立面圖（單位：mm）

圖10 橋型方案效果圖

拱肋設(shè)置加勁板，主梁梁頂設(shè)置錨固板，拱肋與主梁之間通過(guò)預(yù)埋在主梁內(nèi)部的錨栓（每個(gè)拱腳設(shè)置18 個(gè)）連接，錨栓墊板與底板相焊牢，螺栓均配雙螺帽，螺栓必須準(zhǔn)確、牢固。

圖8 裝飾拱拱肋立面圖（單位：mm）

圖9 拱肋與主梁連接詳圖（單位：mm）

2.2.3 預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)本橋縱向采用預(yù)應(yīng)力體系，預(yù)應(yīng)力均采用體內(nèi)鋼束。縱向按照A 類部分預(yù)應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 下部結(jié)構(gòu)

本橋主墩采用分幅式預(yù)應(yīng)力混凝土Y 形橋墩，墩柱下端為3 m×8.5 m （順橋向×橫橋向） 矩形斷面，上端為雙肢1.2 m×8.5 m（順橋向×橫橋向）矩形斷面，主墩設(shè)高度為3 m 的矩形承臺(tái)，平面尺寸為7 m×10.5 m（順橋向×橫橋向）。

Y 形橋墩上端每肢上下緣各布置8 道15.2-12型號(hào)的鋼束，橋墩預(yù)應(yīng)力采用單端張拉，下端P 錨位于承臺(tái)內(nèi)，張拉端位于箱梁內(nèi)（見(jiàn)圖11）。

圖11 墩臺(tái)位置斷面圖（單位：cm）

橋臺(tái)采用輕型橋臺(tái)，左右幅橋臺(tái)在道路中心處設(shè)置2.0 cm 結(jié)構(gòu)分縫。單幅承臺(tái)厚度2.0 m，承臺(tái)平面尺寸為5.2 m×13.5 m（順橋向×橫橋向）。

2.4 結(jié)構(gòu)分析

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁縱向按A 類構(gòu)件計(jì)算[5]。設(shè)計(jì)環(huán)境類別為Ⅱ類，相對(duì)濕度取80%。預(yù)應(yīng)力管道采用預(yù)埋塑料波紋管，管道摩擦系數(shù)μ=0.17，管道偏差系數(shù)k=0 . 001 5 ( 1/m )。 鋼束回縮和錨具變形為6 mm，鋼束張拉齡期按10 d 計(jì)算。

經(jīng)計(jì)算分析，橋梁荷載滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)要求（見(jiàn)圖12）。

圖12 Mida s 整體分析模型

2.5 亮化設(shè)計(jì)

除橋面進(jìn)行常規(guī)路燈照明外，橋墩和裝飾拱肋也進(jìn)行橋梁亮化設(shè)計(jì)，以增加橋梁夜間美觀性（見(jiàn)圖13）。

圖13 橋梁亮化元件布置圖

3 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）通過(guò)加大跨徑減少水中橋墩數(shù)量，利于行洪。

（2）設(shè)置V 型橋墩，減小橋墩處彎矩，降低截面高度。

（3）“實(shí)”與“虛”相結(jié)合。“實(shí)”指的是梁橋主梁，“虛”指的是裝飾拱。“實(shí)”負(fù)責(zé)受力，“虛”負(fù)責(zé)美觀。

（4）V 型橋墩通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)安全儲(chǔ)備。

（5）橋梁亮化，增添夜間效果。

本項(xiàng)目已于2020 年10 月建成通車，橋梁良好的形態(tài)成為蘆溪縣一道美麗的風(fēng)景（見(jiàn)圖14）。

圖14 蘆溪縣東洲大橋?qū)嵕罢掌?/p>