路桥建设 口口圆圈 东江特大桥设计技术浅析 陈宏彬 广东省冶金建筑设计研究院 摘要：本文针对东江大桥具体工程，对东江大桥主桥上部结构、主桥下部及基础、引桥上部结构、引桥下部及基础设计关键技术 进行了详细分析，并简单介绍了设计过程中采用的新技术、新工艺，实践表明，在桥梁设计过程中只有严格按照桥梁设计相关规范及 标准进行参数设计，才能保证桥梁各项条件符合要求，保证桥梁的正常施工 关键词：桥梁工程；上部结构；下部及基础 ｊ Ｉ１概述 １ １工程概况 箱梁腹板厚度分别为８０、６Ｏ厘米，在渐变梁段梁肋厚度沿腹板内侧按直线过 渡。顶板厚３２厘米，底板厚１００～３２厘米 。 主桥上部采用Ｃ５５砼，行车道桥面铺装为１ ｌ厘米厚沥青砼层＋防水层，两 侧缓冲区仅设置防水层。 梁段划分长度为２．５、３．０、４．０米，悬浇梁块最重１８５吨。Ｏ号梁段长９米，１号 汕湛高速揭西大溪至博罗石坝段位于广东省东中部的低山丘陵区，起点 与汕湛高速公路普宁至揭西段相接，终点设石坝枢纽互通与广河高速相接。 ５米，采用支架现浇。边跨合拢段长２．０米，中跨合拢段长２．０米。边墩 东江特大桥工程为揭西大溪至博罗石坝段高速公路工程的先行工程，于 梁段长２． 古竹镇西北侧跨越东江。桥梁设计为上、下行两座分离的桥梁，桥梁总宽 处１２米段采用支架现浇，２１号桥墩处现浇段设置钢管桩临时墩。度３７．８ｍ，大桥全长１０３５．０６ｍ，起点桩号为Ｋ２３６＋１２０．４７，终点桩号为 Ｋ２３７＋１５５．５３。全桥共分９联，主桥为７６＋１２６＋７６ｍ现浇预应力砼连续刚构，东 型墩配桩基础，主桥汕头侧边墩采用箱型墩配群桩基础，主桥湛江侧边墩采 用双柱式墩配桩基础，引桥下部构造桥墩采用双柱式墩配桩基础。０｝｝台采用 肋板式桥台，２８＃台采用柱式桥台，桥梁纵断及横断面分别如图１－１、１－２所示。 纵向预应力设置分顶板束、底板束和预备束三种，采用 １５．２ｍｍ高强 度低松弛钢绞线。锚具采用１５—１９、１５—２２型群锚，两端张拉，张拉控制 ＝引桥为２１ Ｘ ３０ｍ简支小箱梁，西引桥为４ Ｘ ３０ｍ简支小箱梁。主桥中墩采用箱 应力ｏ ＝ｏ＿７５ ．０．７５×１８６０＝１３９５ＭＰａ和ａ ＝０．７２ ＝ｏ．７２×１８６０＝ ｌ３３９ＭＰａ。 横向预应力采用 １５．２ｒａｍ高强度低松弛钢绞线。锚具采用１５—４型扁锚， 同端锚头采用Ｈ型，波纹管采用扁型波纹管，一端张拉，两侧翼缘交错布置张 拉端，ｏ ＝０．７５ ＝０．７５×１８６０＝１３９５ＭＰａ。 竖向预应力和箱梁横隔板内横向预应力采用 １５．２ｍｍ高强度低松弛钢绞 线。锚具采用１５＿３型二次张拉体系锚具，单端张拉，张拉控制应力 ａ ：０．７５ ＝０．７５×１８６０＝１３９５ＭＰａ。箱梁竖向预应力沿腹板弧形均匀分 桥梁纵断面图图１—１ １ ２地质概况 布。 挂篮作用点部位由施工单位根据锚点（支点）作用力大小布设局部加强 钢筋。 ２．２主桥下部与基础 据区域地质资料，本路线段未发现区域深大活动断裂，新构造运动不强 烈，处于区域地质构造活动影响相对微弱即较稳定的地质环境。 根据《公路桥梁抗震设计细．￣Ｕ（ＪＴＧｆｆ Ｂ０２—０１—２００８））的有关规定及现场 标准贯人试验、室内试验判定，场地内分布的饱和中砂、粗砂为地震不液化 主桥共设两个固结墩，墩号为２２、２３号，固结墩为箱型墩，墩高分别约为 １８．７米、１４．１米，宽９．４米，厚３．６米；承台厚４．０米，每个承台下布设８根直径２．２米 钻孔桩，均为端承桩。桩底进人微风化基岩，桩底岩石饱和单轴极限抗压强度 不小于１５ＭＰａ。２２、２３号桥墩墩柱和承台迎撞面增设圆弧面，以减小桥墩对水 土，桥址区地表水对砼具弱腐蚀性，桥址区地下水对砼具弱腐蚀性…。 １．３桥梁横断面的布置 本桥根据环境影响报告书的批复，鉴于跨越的东江为Ⅱ类水体，水环境 保护问题十分敏感，应注意做好相关水环境保护工作。因此本桥设计时在桥 流的影响，并增强对桥墩的保护『３１。 主、引桥的２１＃共用墩采用矩形箱形断面墩，墩宽９．５米，墩厚２米，墩高约 ２０．７米，承台尺寸为１０．７Ｘ６．７Ｘ２．５米，每墩设６根直径１．６米钻孔桩；２４＃共用墩 采用双柱式墩，墩柱直径２００ｍｍ，桩直径２２０ｍｍ。 该河道常年通航，为避免船直接撞击墩身，在２２＃、２３＃水中主墩及其承台 上设置了消能防撞橡胶护舷。该设施视应用情况可以更换。 为了航运的安全，建议桥梁上下游应设置导航的航标。 水中２１、２２号墩基础施工设施，可用钢板桩或套箱围堰，封底砼厚度为 ０．５米。本设计图未含施工临时结构的设计。 ２．３引桥上部构造 梁外侧增设１．６５ｍ的桥宽，设置双层刚性护栏，防止车辆等在发生车祸的情况 下掉入东江。 横断面布置：道路标准宽度为３４．５ｍ，本桥考虑加宽后总宽度为３７．８ｍ。桥 宽组成为：０．５ｍ（ＳＳ级加高刚性护栏）＋１．１５ｍ（缓冲区域）＋０．５ｍ（ＳＡ级刚性护栏） ＋１５．７５ｍ（桥面净宽）＋Ｏ．５ｒｅ（ＳＡｍ级刚性护栏）＋１．０ｍ（两幅净距）＋０．５ｍ（ＳＡｍ级 刚性护栏）＋１５．７５ｍ（桥面净宽）＋０．５ｍ（ＳＡ级刚性护栏）＋１．１５ｍ（缓冲区域）＋ ０．５ｍ（ＳＳ级加高刚性护栏）。 （加宽宽度） ｌ ＿－ｆ坩 十一—————斗 — ，Ｊ ：十 桥梁横断面图图卜２ 引桥上部均采用３０米跨径的预应力混凝土先简支后桥面连续小箱梁，跨 径布置为：东引桥２１×３０ｍ，西引桥４Ｘ ３０ｍ。本桥全部位于平面直线段内。 引桥横向单幅共布置６片预制小箱梁，采用连杆式桥面连续，每３～４孔一 ｆ 重 兰 丽 ２设计要点 ２１主桥上部构造 联。小箱梁预制宽度：中梁２．４米，边梁２．９７５米，梁间距２．９７米，湿接缝宽５７厘 米。为了增加上部整体性，小箱梁两端部和跨设置３道横隔板 。 小箱梁主要控制尺寸参数表 表２１ 梁高 跨中腹板、底板厚 梁端腹板、底板厚度 顶板厚度 （ｃｍ） １６０ 底板宽 （Ｃｍ） １００ （ＣｌＴＩ） １８ （ｃｍ） ２５ （ＣＩＴＩ） １８ 主桥上部结构为３ Ｌ三向预应力连续刚构体系，位于纵坡为＋２．０７５％、一１． ００５％、凸型竖曲线半径为２００００米的平面直线段内。上部采用单箱单室断面， 引桥上部采用Ｃ５０砼，行车道桥面铺装为Ｉ １厘米厚沥青砼层＋防水层，两 箱梁顶面设单向２％的横坡，底板水平，腹板变高度。箱顶宽１８．４米，底宽９．４ 侧缓冲区仅设置防水层。 米，梁高７．３～３．０米，箱梁根部至跨中的梁高及底板厚度均按２次抛物线变化。 小箱梁预应力采用 １５．２ｍｍ高强度低松弛钢绞线，每片（下转第２５９页） ２５５。 路桥建设 补处略有下沉，此时不必挖除坑内原填冷补材料，只需将更细一级的冷补料 铺上压实即可。 ‘ 口墨口口 于加快施工进度的施工工艺，但所采用的设计和施工工艺能满足当时通车的 ４修补效果观察 面松散基本良好，坑槽有２０％沥青混合料脱落。三个月后再观察，路面平整， 顺滑。一年后再观察发现，在０．５％修补坑槽的周围有新的坑槽出现，１０％修补 需要。但由于非洲铁路几乎不能使用或者很少能使用，公路成了主要运输方 式。随着非洲经济不断发展，公路车流量剧增，但同时无人对公路进行维护和 修补，造成了公路的严重损坏。当地非洲出于资金压力，会优先选择修补 Ｔ程任务。沥青修补材料的选择、裂缝处理施工工艺等与修补的效果有密切 在通车一个星期后，我们观察发现路面裂缝有５０％灌封料开始脱落，路 路面，所以沥青路面修补，尤其是沥青双表修补将来会成为非洲公路的主要 的关系，所以在修补过程中，要优选材料，优化工艺，提高修补的成功率，延长 裂缝需要重新修补，路面脱落基本控制，路面车辙基本没有。通过分析，新的 沥青路面的寿命。坑槽的出现，是在处理原有坑槽时，开挖的范围不够，导致新的坑槽出现。裂 缝的出现为雨季雨水的反复作用，导致边坡的不稳定，使得裂缝填补材料脱 落。 参考文献 ５结语 在非洲铺设公路时，受到当地的条件，建设方会采取种种有利 （上接第２５５页）梁布置９束钢束，两端张拉，张拉控制应力为０．７３ｆｐｋ。 ［ｉ】陕西省交通厅。陕西省沥青路面车辙防治指导意见。２００５． ［２］湖北省公路局。湖北公路学会公路建设养护指导意见。２０１０ ［３］河北省公路局。河北沧州高速公路沥青路面修补指导意见。２００８ 度。地质勘察采用理正公路地质勘察综合程序，互通立交设计采用ＥＩＣＡＤ，路 基设计采用理正路基综合计算系统，路面设计采用沥青和水泥路面结构计算 程序，桥梁设计采用了Ｍｉｄａｓ公路桥梁结构分析软件系统、桥梁博士等程序。 小箱梁采用等腹板高度预制，采用整体倾斜形成横坡。 ２．４引桥下部与基础 引桥下部桥墩采用桩柱式结构，桥台采用柱式台和肋板台两种类型。桩 柱式墩采用双柱式结构，直径有中１４０ｅｍ墩柱接中１６０ｅｍ桩基、中１６０ｃｍ墩柱 接中１８０ｅｍ桩基和中２００ｃｍ墩柱接ｄＰ２２０ｅｍ桩基三种。 ４结论 在设计阶段主要遵循了以下原则： ３新技术、新工艺采用情况 ３．１ ｌ坝１绘 １、遵循“技术先进、安全可靠、实用耐久、经济合理”的要求进行公路桥涵 厚１２０ｅｍ，下接承台，桩基采用双排 １３０ｅｍ桩基。西引桥桥台采用柱式台，台 设计。并综合考虑使用要求、本地区的自然条件、材料来源、便于施工和养护 帽高１６０ｅｍ，宽１９０ｅｍ，桩基采用单排中１３０ｅｍ桩基Ｉ 。 等因素。重视与周围环境、人文景观的协调。重视桥梁造型美观，充分听取当 地和有关主管部门的意见。 ２、须满足泄洪要求，跨越通航河流时，桥孔设计还须满足通航净空要求。 东引桥桥台采用肋板式台，台帽高１６０ｅｍ，宽１９０ｅｍ，采用三道肋板，肋板 ３、根据桥位的地形、地质和水文等条件，合理设计桥跨组合，尽量采用成 熟、适用、经济的桥型。引桥采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用 于机械化、工厂化施工。以加快施工速度，降低工程造价。 参考文献 本项目从地形图测量开始，就采用先进的ＧＰＳ进行控制测量及航飞测 量，并形成数字化地形图进行微机处理，外业中的测量数据全部利用全球卫 星定位系统（ＧＰＳ）、全站仪和自动安平水准仪进行采集；控制点密度大、测量 精度高，为勘察设计和实施打下了良好基础。 ３．２计算机应用 ［１ Ｊ ＪＴＪ ０６４—９８公路工程地质勘察规范ｌＳｌ ［２］白宝玉，王丽荣桥梁工程【Ｍ］．北京：高等教育出版社．２００５ ３张树仁，郑绍硅．钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理口Ⅵ］北京 人民交通出版社．２００４ 项目组成员均配备台式计算机、笔记本电脑，计算出图率１００％；大大提 高了工作效率和文件质量。 ３．３软件使用 路线设计中，利用西安西安纬地等软件通过１／２０００矢量地形图建立数字 地面模型，在模型上进行路线的平、纵、横设计和优化，提高了定线速度、精 （上接第２５６页）梁结构实际刚度进行识别，对有限元模型进行优化，得到与结 构实际状况一致的真实有限元模型，优化后的模型为大桥后期运营的检测养 护提供较为精确的分析支持，也为同类结构优化提供一定参考。 参考文献 【ｌｌＳＡＮＡＹＥＩ Ｍ，ＳＡＬＥＴＮＩＫＥ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒｏｍ Ｓ￣ｔｉｃ ｔｒａｉｎ ［４】赵明华桥梁地基与基础ｌＭ】．北京：高等教育出版社．２００９． 【５］ＪＴＧ Ｄ６２—２００４公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范【ｓ】 ２５３－２５７１ ［２】Ａ Ｅｓｆａｎｄｉａｒｉ，Ｆ．Ｂａｋｈｔｉａｒｉ—Ｎｅｊａｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｆｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｕｐｄａｔｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｄａｔａ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ８８（２０１ ０）５４—６４． 付春雨，李乔，单德山．基于位移连续的静力损伤识剐Ⅱ１＿桥梁建设，２０１０，（２）： １８－２０ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｉ：Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ Ｕ］ＪｏｕｍＪ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９６，１２２（５）： （上接第２５７页）销材料为３０络锰钛合金钢，其容许抗剪能力为 过继续向前运输箱梁。之后将空载运梁车缓慢下放至桥面，拆除吊具，继续前 往梁场装载箱粱。如此重复，完成每次两台运梁车的错车。 ［Ｑ】＝２２５０ｋＮ，Ｑ＝２６０ｋＮ＜ ］＝２２５０ｋＮ，满足要求。 （８）主横梁桁架的挠度计算 ３．方案实施效果 京广高铁石武线河北段ＳＺ一３标业主工期要求，架桥机必须在２０１０年５月 采用增加一台运梁车，并实施垂直错车方法后，在２０１０年５月１５日顺利完 成大里程方向箱梁运输架设任务，为后续桥面系施工提供了工作面。 ２０日左右完成箱梁架设，并返回调头。 根据公式：厂巾 ＝等，取ｄ＿０．３５５６ｅｍ，（《装配式公路钢桥多用途使用 ｄｎ ．．． 手册｝Ｐ３９），ｎ＝５，代人公式可得：．，ｍａｘ 厂 ｌ１．】 １ １ ■ ｌ・ｌＩ ，横梁刚度： 百 而，满足要求。 ４．结束语 经过以上论证与现场实施，面对此类问题，采用增加一台运梁车，并利用 ２．３垂直错车方法 第一台运梁车将箱梁运输至架设地喂梁后空载返回，在距梁场约９ｋｍ处 起重门架协助完成运梁车垂直错车的方法，能有效的克服此类问题，确保建 与第二台重载运梁车相会，若重载运梁车先到达错车点，需在起重门架外停 设工期的按期完成。 车等待空载运梁车返回。空载运梁车开到起重门架下方，前后挪动使运梁车 参考文献 吊 Ｌ与门架吊具对中，然后下放门架吊具并固定牢固。利用起重门架将空载 …１黄绍金：装配式公路铜桥多用途使用手册：人民交通出版社； 运梁车慢慢起吊至设计高度并稳固，起吊过程中专人指挥。 【２］王金诺、张质丈等：起重机设计手册：中国铁道出版社； 当空载运梁车被起吊至设计高度后，重载运梁车在专人指挥下从下方通 。２５９。
