南京长江第二大桥北汊大桥总体设计
南京长江第二大桥北汊大桥总体设计
【摘要】南京长江第二大桥北汊大桥为预应力混凝土连续箱梁桥,主桥为90+3*165+90(m)的三向预应力变截面连续箱梁,全桥长
【关键词】南京长江二桥 北汊桥 总体设计
一、概述
南京长江第二大桥位于现南京长江大桥下游
1.桥位
南京长江第二大桥北汊大桥桥址所在八卦洲河道属长江下游南京河段,河道近于东西走向,桥址处河段为微弯分汊型,平面型态宽窄相间,北汊河道弯曲,长约
2.水文
北汊大桥水文计算分析成果:
设计流量(300年一遇)
设计水位
设计流速
一般冲刷
局部冲刷 主墩
最大冲刷深度 主墩
建议施工水位
3.气象
南京属北亚热带向中亚热带过渡气候区,四季分明,冬冷夏热,温差较大,春季风和日丽,夏季炎热,雨量充沛,秋季秋高气爽,冬季天气晴朗,寒冷干燥。
桥址处江面以上
4.地震、地质
经桥址地震危险性分析,桥址使用期50年,超越概率10%,基岩地震水平加速度为
桥址主河槽及两岸漫滩广泛分布第四系覆盖层,其厚度在河槽中约28~38m,岩性以粉细砂为主,零星分布淤泥质亚粘土、亚沙土和薄层亚粘土;两岸漫摊分布连续性较差,厚度
二、主要技求指标
按六车道高速公路特大桥设计:
设计行车速度
桥梁宽度
设计荷载 汽车-超20级,挂车-120
设计风速
地震基本烈度 Ⅶ度
船舶撞击荷载 顺水流方向20000kN,横水流方向10000kN
通航净空 净宽≥
设计最高通航水位
设计最低通航水位 -0.4lm(通航保证率99%)
设计洪水频率 1/300
桥梁最大纵坡 不大于3%
三、桥梁总体设计
1.总体设计原则
综合考虑桥址地形、地物、水文、地质、通航,以及技术经济、美学和结构受力要求,尽量做到技术先进、经济合理、造型美观、施工方便可行,使用安全耐久,以期达到总体安全、适用、经济合理之目的。具体操作中,对于主桥侧重于先进性、引桥则侧重于经济往来进行桥型方案选择及桥孔布设。
2.桥型方案及总体布置
桥跨总体布置中,重点考虑下述因素:
•两岸均已建成长江南京河段达标大堤,为堤防安全,应避开大堤设墩,并留以足够的安全距离,确保施工及运营期大堤安全。
•考虑北汊航道航迹及其中心位置,尽可能使主桥中心与航道中心一致,并使主桥通航桥孔覆盖航迹范围,主桥不少于两个通航孔,从利于通航和美学考虑,布置了三孔通航孔。
•尽量减少深水基础,以缩短工期、节省投资。
•主桥边中跨比大小,既考虑结构合理受力,也考虑方便施工。考虑到一座大跨经PC连续梁或连续刚构在边路近边支点梁段裂缝的经验教训,本桥主桥设计中,适当减小了边孔跨径,降低边、中跨径比,以期尽量减小边跨主拉应力,避免裂缝产生,并有利于施工。
•桥址下伏基岩埋深不大,岩面平整。
•漫滩中引桥适当采用稍大的跨径,这一跨径应能跨越两岸江堤,堤内引桥则以经济跨径布设。
•按照软土路基允许最大填土高度要求,桥头路堤填土高控制在
综合考虑上述诸因素,在初步设计和技术设计阶段,主桥拟定了90+3*165+
最终北汊大桥桥跨总体布设方案为:
主桥 9()+3 X
北引桥
南引桥 5*
全桥长
主桥桥面标高,按两次边孔在最高通航水位以上留有通航净高
3.主桥
(l)主梁截面形式及其构造
大跨度PC连续梁桥上部构造结构自量占设计荷载的比重,随着跨度的增加而增大,在保证结构刚度的前提下,尽可能地减轻上部结构自重、并获得较大的截面有效承载力,是其断面设计首先考虑的问题。为此,桥梁结构横断面布置,将六车道桥梁布置成上、下行分离的大悬臂三向预应力单箱单室断面,用顶板的横向预应力和腹板内竖向预应力筋来解决顶板受力及主梁腹板抗剪问题,采用大吨位预应力体系及其合理布设.避免因布束增加顶、底板面积和齿板构造。这样的三向预应力单箱单室断面,具有抗扭刚度大,截面效率高、动力性能良好等优点,并能有效地减轻上部构造自重和减小下部结构构造尺寸,节省材料。
主桥箱梁架高由跟部的
(2)预压力体系
箱梁按三向预应力设计,纵向预应力采用 27φj15.24,25φj15.24, 19φj15.24和 12φj15.24的 ASTM A416-92270级钢绞线,OVM锚。仅在箱梁跟部几个梁段布设腹板下弯束,余全为顶板束及底板束。顶、底板来均采用平湾、竖弯结合的空间束,集中锚固于腹板顶部承托中尽量靠近腹板的齿板上,以减小局部应力和利于锚固集中力迅速传至全断面。箱梁顶板横向预应力采用 4φj15.24钢绞线,BM-4型扁锚,以75的间距布置,单端交替张拉锚固。箱梁腹板内以
根据工程总体工期安排,要求主、引桥同步施工,为使主桥纵向预应力张拉作业不受引桥施工干扰,主桥边孔正弯矩束采用梁端固定锚、梁内张拉锚固的方式设置。
(3)主桥下部构造
采用钢筋混凝土空心薄壁墩,高桩承台,群桩基础。墩身为
(4)关于应力控制
对大跨度PC梁式桥,考虑其施工误差,混凝土性能的不均匀性以及计算理论与这类三向预应力结构工作性状的差异等,并结合国内已建同类桥架运营实际工作状况及出现的问题,设计中对主桥上都构造各项应力指标进行了控制,使之留有一定富余和安全储备,以增加结构安全度和耐久性。计算结果,主桥PC箱梁施工阶段最大正应力为 17.4MPa,最小正应力为-0.46MPa,最大主拉应力为-0.8MPa;运营阶段最大正应力为 16.7MPa,最小正应力 2.4MPa,最大主抗应力为-0.8MPaMPa。并要求对竖向预应力采取复拉工艺,计算中并仅计其竖向预应力的部分作用,将其余部分竖向预应力作为安全储备考虑。
4.引桥
两岸引桥均采用逐孔浇筑的等截面PC连续箱梁,跨两岸大堤及堤外(河中)桥孔按