德清县乾元镇东门城桥桥梁设计构思

1、德清县乾元镇东门城桥桥梁设计构思 德清县乾元镇东门城桥桥梁设计构思 摘要：文章简要介绍了浙江省湖州市德清县乾元镇东门城桥的设计，包括航道现状分析、地形特点、设计构思、方案比选和施工工艺等，通过对镇区航道桥梁重建的关键性技术问题进行了分析和探讨，为镇区跨航道桥梁的重建设计提供借鉴。关键词：镇区航道桥重建 下承式钢桁架梁桥 混凝土柔性吊杆系杆拱桥中图分类号： U448 文献标识码： A东门城桥位于德清县乾元镇武新线级航道与白三线级航道交叉口附近，桥下船只通行情况复杂，右转、左转、双向直行船只均在桥下交汇。东门城桥不断遭受船只撞击，桥梁平安隐患一直存在。2021年3月东门城桥再遭船只撞击，桥梁主体结

2、构再遭重创，经专家评审确定为危桥，之后东门城桥实施撤除，桥南北两岸交通中断，迫切需要在此处重建东门城桥。作为镇区跨航道桥梁重建设计关键桥梁工程大多是原航道桥桥址处进行重建，镇区经过多年开展原航道桥两侧桥头处建筑物及市政道路密集，且施工时不能中断桥下航道通行，为此镇区跨航道桥梁重建的设计构思显得尤为重要。本文结合东门城桥重建工程中的具体桥梁设计对镇区跨航道桥梁重建的设计构思进行探讨。1、航道桥重建的特点1.1航道现状分析及地形特点针对东门城桥桥位处航道水面宽度相对狭窄，通航视距受限制的问题，规划做出了相应调整。规划航道中心线将各个方向的航道分隔开来，拓宽了航道，加大了航道水面宽度，拟挖除南岸对通

3、航视距有较大影响的局部。根据上述航道现状，为保证东门城桥建成桥梁本身与航道的通航平安，采用一孔跨越航道，水中不设墩的方案。为确保东门城桥建成后改善航道通航条件，本次设计将河道南岸桥梁位置处的航道拓宽纳入桥梁一同实施。拟建桥址位于平原区边缘地带，地势平坦。现河道宽3540米，水面高程1.46米，最大水深2.50米。河道两侧以街道、工厂为主。场地未见不良地质作用。地表有一层厚度为3.105.60米的杂填土，对桥梁根底无影响。本工程位于乾元镇老城区内，路线沿线两侧以街道、工厂为主。本工程的建设主要是对占用土地、拆迁房屋和其他工程设施所引起的沿线居民生产和生活设施的调整。由于本工程两侧房屋密集，在路线

4、线位主要受到拆迁量的控制。拟建东门城桥桥梁墩布置在河岸之上。主孔按75米跨径布置，其余按10米与13米跨径布置，满足通航及泄洪要求。1.2技术标准及主要材料道路等级：本工程采用设计速度40km/h，兼顾城市道路功能三级公路标准建设，路基宽11.5m，东门城桥主桥宽15.5m，引桥宽11.5m。设计荷载：公路-级，人群荷载：3.5KN/m2通航情况：东门城桥桥下净空要求以满足武新线航道通航净空控制，通航净空宽×高为50m×5m。设计最高通航水位：2.4m设计洪水位频率及设计洪水位：设计洪水频率1/100，设计洪水位162.5m。地震烈度：地震动峰值加速度为0.05g，地震根本

5、烈度为度。抗震措施设防等级为7级。设计纵坡：路线纵断面采用3.5%、-3.5%的双向坡进行设计。设计横坡：1.5%的双向坡，由墩台盖梁中心弯折形成桥梁横坡。1.3主要材料砼：预应力混凝土空心板梁 C50异形现浇板 C40桥面铺装 C50防水砼台帽、背墙、盖梁、搭板及防撞栏、柱式墩身 C30桩基 、护栏根底 C25 钢材： 预应力钢束：采用高强度低松驰的预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105MPa。 普通钢筋： 钢筋直径10mm者采用HPB300光圆钢筋，直径>10mm者采用HRB400带肋钢筋。 预应力锚具：必须采用成品锚具及其配套设备。

6、预应力体系：应符合国际预应力砼协会?后张预应力体系的验收建议?的要求，波纹管采用塑料波纹管。 其它钢材：除特殊规定外，其余均采用Q235钢。2、桥型方案设计与结构分析2.1设计意图和原那么原东门城桥为上跨武新线航道的一座拱桥，其位于乾元镇老城区。武新线航道南北两岸房屋密集，且原址上下游附近均有桥梁存在，选择原址重建无论是对减少拆迁还是考虑与车站路、环城北路顺接都是最优方案，因此本方案不再进行桥位方案比选，采用原址重建方案。东门城桥主跨跨越武新线级航道受桥下通航净空控制，引桥采用标准跨径。本次方案设计针对航道现状，东门城桥重建方案考虑水中不设桥墩的方案，防止重建后桥墩仍然有被船只撞击的危险。南侧

7、桥墩设置在规划航道边线外侧，防止桥墩设置在水中对通航视距产生影响，确保航道通行的平安。根据规划桥位处水面宽度65米，尽量压缩桥梁配跨，因此将主桥跨径确定为75米。本次方案设计，拟定采用下承式钢桁架梁方案、下承式钢管混凝土柔性吊杆系杆拱桥方案进行方案比选。2.2大桥总体设计2.2.1方案一：下承式钢桁架梁桥图1 下承式钢桁架梁桥总体布置图东门城桥主桥推荐方案采用75m下承式钢桁架梁桥，上部结构采用两桁式下承式钢桁架梁，主桁采用上弦折线形的普拉特桁架，跨径为75m，跨中桁高13m。桥面按双向双车道布置，两桁之间横断面与引桥一致，两桁之外设置1.5米宽人行道，出了主桥之后人行道通过人行梯道接入地面人

8、行道。主桁、下平纵联、横撑和桥门架为杆系结构，桥面系为联合梁，由下部的钢梁和上面的桥面板结合而成，其钢梁局部仍采用纵横梁体系。主桁架结构各构件除端斜杆采用矩形断面外，其余均采用工字型断面。上、下平面纵向联结系均采用双X形式，与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风力及弦杆变形产生的内力。下平联满跨布置双X斜撑，上平联仅设置双X斜撑。在桁梁两端斜杆所在的斜平面设置桥门架。主横梁高9001015mm，为工字形截面，与主桁在节点上通过高强螺栓连接；纵梁高500mm，也采用工字形截面，桥面板为现浇结构。本桥主墩为柱式墩接盖梁，下部采用钻孔灌注桩根底，桩基按摩擦桩设计，根底采用81.2m钻孔桩。2.2.2方案二

9、：下承式钢管混凝土柔性吊杆系杆拱桥图2 下承式钢管混凝土柔性吊杆系杆拱桥总体布置图东门城桥主桥比拟方案采用75m下承式钢管混凝土柔性吊杆系杆拱桥。桥面按双向双车道布置，两桁之间横断面与引桥一致，两桁之外设置1.5米宽人行道，出了主桥之后人行道通过人行梯道接入地面人行道。计算跨径74米，失跨比1/4，拱轴线形式为二次抛物线。主拱肋为等截面竖哑铃型钢管混凝土结构，肋高1.8m，由上下两根80厘米的钢管通过中间腹板联接而成，钢管采用Q345c钢板卷制而成，钢壁厚度为14mm，腹板厚14mm，拱肋内灌C50微膨胀泵送混凝土，形成钢管混凝土结构。纵梁和横梁形成格子梁体系。纵梁在拱脚处与拱肋连接成整体，纵

10、梁断面采用空心矩形断面，高1.8米宽1.6米。中横梁设置间距4m，中跨中横梁与吊杆对应。端横梁在支点位置设置。中横梁采用T型断面，梁高1.3m1.419m，宽0.5m。端横梁采用1.7627m1.887m高，2.5m宽。纵梁和横梁采用预应力混凝土结构，混凝土标号C50。主桥共设32根吊杆，吊杆间距为4.0m。吊杆采用杆采用PES7-91成品索。桥道板采用矩形钢筋混凝土预制板。本桥主墩为矩形柱式墩，顺桥向宽2.0m，横桥向宽2.0m；下部采用钻孔灌注桩根底接承台，桩基按摩擦桩设计2.3 施工方案75m下承式钢桁架梁采用拖拉施工法，施工便捷、施工工期短，在航道上不需搭设支架，施工平安性好。施工期间对航道影响小。75m下承式钢管混凝土柔性吊杆系杆拱采用先拱后梁施工工艺，拱肋采用“浮吊安装法安装，施工期间需搭设少量水中支架，施工工期相对较长。施工期间对航道影响相对较大。3、桥型方案确定3.1两种桥型方案比拟分析3.2推荐方案确实定通过分析比拟，两个方案在技术上都是可行的，均能满足东门城的使用要求和武新线的通航要求，均表达桥梁技术的先进水平，均有较成熟的施工工艺。综合考虑桥梁结构的平安与稳定性、航道通航平安、工程造价、施工工期、美观要求等，主桥桥型方案拟推荐采用钢桁架方案。4、结语下承式钢桁架桥除具有前面所分析的许多优点外，还具有整体性能好