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苏州河桥钢管混凝土拱桥设计与施工
作者:佚名 来源:中国论文下载中心 点击量: 发布时间:2013-6-29 17:03:33

  支座采用QGPZ盆式橡胶支座和QGBZ板式橡胶支座。

  2.3 下部结构拱桥主墩基础采用桩基础,将⑨层粉细砂层作为桩基持力层,为满足桥梁上部钢轨对基础沉降的要求,经分析计算比较,采用桩径为D=0.8m的钻孔灌注桩,桩长67m,每个主墩12根桩,承台4.8×17.0×2.0m,边墩基础采用8根桩径D=0.8m钻孔灌注桩,桩长67m,承台4.35×16×2.0m,边墩及盖梁为双柱式钢筋混凝土结构。

  3、结构分析

  结构分析采用有限元程序SAP91进行三维空间计算,包括整体分析、稳定分析等,用桥梁专用平面分析程序PRPB和BSACS分别进行了验算。在计算时桥面以上主拱拱肋除按钢管混凝土设计外,还用类似于钢筋混凝土构件的方法进行施工计算,在截面形成阶段采用应力叠加法设计。钢管的套箍系数取0.8.

  3.1 施工阶段计算本桥施工体系转换分五个阶段进行,施工中中孔利用既有铁路钢桥作支架,待新桥建成后拆除既有桥。

  第一阶段:在支架上现浇两边段(立柱、拱、横梁)及全桥边纵梁,待混凝土达到强度后每片边纵梁内张拉两根预应力束。

  第二阶段:将工厂内制造的主拱肋钢管,每侧7段,运到工地,在边纵梁上搭设支架拼装就位。空钢管拱肋合拢后即封住主拱、纵梁结合处,再形成钢管混凝土截面。待主拱内混凝土达到设计强度后即开始张拉吊杆,给吊杆以初始张拉力,后锚固于主拱肋内。现浇中段横梁,待混凝土达到设计强度的90%后,张拉横梁预应力筋,浇全桥小纵梁,待混凝土达到设计强度后,张拉小纵梁内的预应力束。在每片边纵梁两端施加预应力,张拉两根预应力束。

  第三阶段:张拉边纵梁内T2及B2各一束,铺装中孔桥面板后,拆除中拱支架。

  第四阶段:拆除边拱支架,浇注全桥桥面板,张拉边纵梁内三根预应力束。

  3.2 成桥阶段计算进行以下几方面的计算:

  1. 二期恒载按换算均布荷载分担到横梁和纵梁上;

  2. 支座沉降计算;

  3. 温度变化计算;

  4. 活载为轻轨列车荷载,每列最多八节,每节8轴,重车轴重170kN,轻车轴重80kN,双线荷载;

  5. 计算承轨台在成桥后三个月、六个月、一年、三年的徐变变形量。

  3.3 稳定性分析在本桥的稳定性方面,设计时考虑两片主拱之间加设三道一字型风撑,拱肋基础连成整体。全桥整体稳定分析采用SAP93曲屈稳定分析程序进行计算,弹性稳定系数10-12.

  3.4 桩基计算桩基设计从三方面控制:

  1.地基承载力控制:Nd= (upfili+fipAp)/K;

  2.桩身强度控制:s£0.2R;

  3.沉降控制:满足轨道变形的要求,控制在2cm.最终沉降量采用分层总和法计算,将桩基承台桩群与桩之间土作为实体深基础,且不考虑沿桩身的压力扩散角,压缩层厚度自桩端全断面算起,至附加压力等于土的自重压力的20%处。

  沉降计算结果

  

  4、施工关键问题

  4.1 与既有铁路桥关系及处理苏州河桥桥位选择的目的即是利用旧沪杭铁路上的旧铁路桁架作为施工架桥的临时支架,新桥完成后即拆除旧桥。

  经调查得知:沪杭铁路内环线上既有的苏州河桥,建于1907年,基础桩采用木桩,上部结构于1994年更换新钢桁梁,钢桁梁为一孔跨度44.34m的简支梁,其全长45.4m,桁高5.5m,采用高强螺栓连接。一孔重量为132.98t(包括东侧人行道及上弦检查走道,人行道1.5m)。该桥为单线桥,设计活载为中活荷载。苏州河桥其南端接万航渡路平交道口,铁路通讯、信号电缆从桥下穿过,市区电线、高压线由桥侧上空跨过。

  因此桥梁设计时应考虑两个问题,其一,如何使新桥在施工的各个阶段施加于支架上的荷载不超过旧有铁路桥的设计承载力,其二,保证旧桥拆除时不影响新桥的安全稳定。

  设计时,每个施工阶段的计算均增加了一项,即验算旧桥的承载力,对支架拆除顺序进行了准确规定。但在施工时,有遇到以下

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