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巴东长江公路大桥主梁构造
2010-06-09 
巴东长江公路大桥是国道209线在鄂西部恩施自治州巴东县境跨越长江的一座特大型桥梁,是三峡库区和鄂、渝、川等省际间路网建设的重要组成部分,属湖北省重点工程项目;桥址南岸属巴东县城信陵镇,北岸为官渡口镇;桥位处于神农溪入江口东侧(俗称太矶头),其下游距三峡大坝约72公里,上游距巫峡口约2.5公里;桥轴线方向与长江主流基本正交;桥梁工程全长900.60米。桥梁与两岸现有道路按平面交叉形式连接。

  桥梁总体桥型布置

  巴东长江公路大桥桥型布置为:简支T形梁(4×40)(米)+PC斜拉桥(40+130+388+130+40)(米),全桥长900.6米;即主桥为双塔双索面预应力混凝土漂浮体系斜拉桥,(北岸)引桥为简支梁式桥;主桥桥型布置见“图一”。

图一

   主梁结构设计:

  斜拉桥主梁采用构造简单、施工方便的预应力钢筋混凝土边肋型主梁(即边主梁)方案。边主梁顶面全宽22米、底面全宽22.5米,顶面设2%双向横坡,边肋高2.4米,梁中部高2.62米,顶板厚32厘米;主梁典型断面构造见“图二”

图二
 
  斜拉桥采用混凝土主梁一般是基于以下考虑:①造价低;②刚度大,主梁挠度小;③抗风稳定性好;④后期维护简单便宜。其实还有一个最大的好处:便于依照结构整体受力和稳定性的需要,针对不同位置的梁段采用不同大小的截面类型,改变相应梁段重量,使结构受力更合理、安全稳定性更好。 巴东长江公路大桥对应辅助墩与边墩之间的主梁节段比靠近索塔和中跨的梁段的截面面积要大很多,其目的就是为了加重辅助墩与边墩之间的主梁节段,配合辅助墩平衡较长的中跨梁段,从而增大长悬臂非对称施工状态和运营期结构的刚度和安全稳定性;特别是端头梁段甚至设计为实心梁,其刚度很大,就能同时较好地承受因伸缩缝的变形而引起车辆的冲击荷载以及其他复杂的荷载情况。
 

图三

  巴东长江公路大桥主梁梁段划分见图三,共分99个现浇节段。标准节段长度为8米,边跨靠端头部分节段长度为5米,跨中合栊段为2.8米;索塔横梁处及其附近两侧支架现浇块长度共35.2米(含0号块和1号、2号索对应的1、2号梁段共5节梁段);每一个悬浇T形单体为24对梁段。主梁单侧边肋底面宽度一般为1.9米(即边跨0~13号节段和所有中跨梁段);但边跨15号梁段则为3.0米、17~20号梁段则为4.2米;边跨22、23号梁段为箱形截面梁段(箱内以低标号-15号素混凝土填实)、端头24号梁段则为实心梁段;边跨14号梁段为肋宽1.9米与3.0米之间的渐变过渡段,16号梁段为肋宽3.0米与4.2米之间的渐变过渡段,21号梁段则为肋宽4.2米梁段与箱形梁段之间的过渡段(肋宽由4.2米渐变至6.0米)。每节段主梁在靠近斜拉索锚固区均设有一道预应力横隔板,横隔板厚度为32厘米;横隔板与边主肋、横隔板与顶板之间均设“20厘米×20厘米”倒角。

  索塔内侧与主梁之间设置有对于主梁在极端条件下可能发生大位移情况的限位装置。

  主梁采用60号高标号混凝土;主梁中配有预应力主筋和普通钢筋;根据结构受力特点,辅助墩与边墩之间梁段、辅助墩附近梁段顶面以及主跨跨中梁段底面配置相对较多的预应力束;因索塔处梁段没有设置0号斜拉索,两1号索之间梁段底面设置后期张拉预应力钢筋束,以加大梁底面在去掉临时固结后的抗拉强度。预应力筋主要采用Φj 15.24钢铰线束,其标准抗拉强度为1860MPa;设计要求并配VLM15型锚具和VLM15L型连接器;该型号连接器属于接长型,其内部钢绞线接头采用单根对接且错位布置的方式,外形直径较小;另要求连接器沿纵向错位布置,这些都有利于加大有效的受力截面,改善结构受力状态。

 

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