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呼和浩特市如意河桥

呼和浩特市如意河桥
 
呼和浩特市如意河桥
 
    一、概况
  本次工程的主要内容为在整治完成的东河河道上兴建一座机动车景观桥,连接规划的园二路,承担呼和浩特市东面新城区与东河以东开发区之间的交通。机动车景观桥跨越东河将河流东西两侧连接起来,将有效地缓解东西两岸的交通问题。桥位紧邻内蒙古自治区党委政府。在宏观地貌上属于大青山山前冲洪积倾斜平原上部与大黑河冲积平原的交接部位。本场地采用呼市独立高程系,场地绝对高程为1055.924~1060.434m,最大相对高差为4.51m。该地地层结构较为简单,分布连续稳定,全部由第四系全新统地层组成。根据其成因和形态的不同,本建筑场地地层综合划分为6层:粉土、圆砾、砾砂、亚黏土、粗砂、亚黏土。大桥全长167m,宽度32.8m,桥梁面积5887.6m2(路桥分界线以耳墙尾端桩号计)。桥梁高处设计洪水位0.5m,机动车道荷载标准为城-A级,人行道荷载标准为4.0kN/m2。抗震设防烈度按Ⅷ度设防,设计地震动峰值加速度值为0.2g。防洪标准按二百年一遇设防,设计洪水位1058.86m;河底高程1055.96m。
  二、结构
  桥跨布置在满足使用条件的前提下,力求经济合理,施工快捷,造型美观。桥梁采用塔梁固结、塔墩分离的结构形式,跨径依据东河规划河道断面要求布置为42m+83m+42m=167m,桥梁全长168.6m,桥宽32.8m。主梁为变截面箱梁,采用C55混凝土,单箱五室断面,中支点处梁高3.5m,边支点及中跨跨中梁高1.5m;塔柱采用C50混凝土,矩形断面,主梁以上塔高为11.37m,塔顶拉索有效高度为9.37m;拉索采用φ55×15.24钢绞线,每个索塔布置三对斜拉索,其中1号索为通长拉索。拉索梁上间距为10m,塔上间距为0.9m。
  1.上部结构设计
  东河跨河桥为双塔双索面矮塔斜拉桥,桥宽32.8m,跨径组合为42m+83m+42m=167m,受力体系为塔梁固结,塔墩分离。1号中墩桥塔为梁塔固结,桥塔下的1号中墩上设置4个固定支座(外侧为2个KQGZ20000kN-GD抗震球型钢支座,内侧为2个KQGZ25000kN-GD抗震球型钢支座);2号中墩桥塔亦为梁塔固结,桥塔下的2号中墩上设置4个纵向活动支座(外侧为2个KQGZ20000kN-ZX±100抗震球型钢支座,内侧为2个KQPZ25000kN-ZX±100抗震球型钢支座)。主梁采用单箱五室箱形结构,梁高由3.5m按照椭圆线形渐变到1.5m。标准断面箱室顶板厚22cm,底板厚20cm;中支点加强断面箱室顶板厚50cm,底板厚60cm;标准断面箱室腹板厚50cm,中支点加强断面箱室腹板厚100cm,拉索锚固点腹板厚120cm。主梁采用双向预应力结构,纵向预应力和横向预应力均采用钢绞线。本桥共设4个索塔,布置在机动车道与非机动车道之间的分隔带上。索塔桥面以上高11.368m。塔柱根据景观设计及受力要求采用变截面矩形断面,塔根部断面尺寸为3.5m×2.0m,塔中部断面尺寸为3.5m×1.6m,塔顶部断面尺寸为5.1m×2.4m。每个索塔上挂3对斜拉索,在竖向分为3层布置。斜拉索在塔上间距为0.9m,通过鞍座穿过塔身。鞍座采用分丝管形式,每根分丝管穿一根钢绞线,以便桥梁维修时可以单根换索。索鞍的斜拉索出口处设抗滑锚板,以防止使用阶段钢绞线滑动。斜拉索在主梁上间距10m,锚固在箱梁最外侧箱室的内侧腹板加厚段上,并于相应位置设置一道横隔梁。本桥拉索设计不同于一般斜拉桥,即最上层拉索(1号、6号)在跨中位置拉索不设置锚头,而采用跨中转联器转向,形成通长拉索。这种创新设计可以省去跨中的四个锚头,并使梁高仅为1.5m的跨中断面构造相对简化,便于施工。
  2.下部结构设计
  中墩采用矩形薄壁结构,中墩根部截面尺寸为29m×5m,中墩顶部截面尺寸为28.5m×4.25m。中墩在横桥向设置3个椭圆形开孔,开孔以桥梁中线对称布置,间距1.8m。中墩下承台尺寸30m×11m,承台厚3m,下设3排钻孔灌注桩,每排7根,桩径1.5m,桩长40m。边墩采用桩接盖梁结构,盖梁平面尺寸为32.56m×2.1m,盖梁厚度1.4m,盖梁在桥梁中线处断开,设置4cm变形缝。盖梁下设6根钻孔灌注桩,桩径1.2m,桩长20m。
  三、特点
  1.跨中转联器设计。本工程桥梁设计中提出斜拉索“跨中转联器”的概念,将“跨中转联器”定义为在斜拉桥两桥塔之间,联结对称于主梁跨中的相邻两根斜拉索的转向设施。通过跨中转联器使得两根斜拉索合成通长索,类似于自锚式悬索桥的原理,从而解决了部分斜拉桥跨中无索区无轴向力的问题,同时简化了施工工艺,节省了一对斜拉索锚具。应用“跨中转联器”把主塔之间最外侧的拉索在中跨跨中连续布设,在结构受力、构造布置及施工等方面均取得了很好的效果。
  2.通长索受力性能的计算验证。分别对采用分离拉索和通长拉索的模型进行计算来验证通长索在结构受力方面的优越性,计算工况为塔柱最外侧拉索作用6000kN索力。通长拉索不但弥补了无索区主梁不能享受拉索轴向力的缺陷,并且可以更好地发挥拉索竖向力的作用,使得主梁跨中相对薄弱的主梁下缘储备了较大的压应力。
 
     
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