思南岩头河大桥汇报项目材料

1、思南岩头河大桥汇报项目材料汇报内容 思南岩头河大桥概况1 主要技术标准2 桥型方案比较3 结构设计及优化4 科研6 施工方案及竣工通车5思南岩头河大桥概况 思南岩头河大桥位于贵州省思南县许家坝镇与青杠坡镇交界处，跨越岩头河。S304省道岩头河思南岩头河大桥概况桥位位置思南岩头河引道岩头河凤岗思南思南岩头河大桥概况桥面标高思南凤 冈图1 思南岩头河大桥纵断面图中风化燧石团块石灰岩中风化燧石团块石灰岩预测可能发生崩塌地段K0+091测时水面宽76m思南岩头河大桥概况岩头河地形、地貌思南岩头河大桥概况思南岸地形凤冈岸地形主要技术标准（1）公路等级：三级公路，计算行车速度30Km/h，路基宽，路面宽；

2、（2）汽车荷载：公路级；人群荷载：2；（3）桥面净空：（人行道）+7.0m(行车道（人行道），桥面全宽；（4）设计洪水位：1/100年；（5）通航要求：无通航；（6）地震设防烈度：小于度。桥型方案及比较 本桥跨越“V”形峡谷，地势险峻，给桥型布置带来很大的困难。我院在综合考虑桥位区的地形、地质、水文、气象等自然条件，并结合使用功能、结构安全、经济指标等要求，选取四个桥型方案进行综合比较，各方案介绍如下：桥型方案及比较方案一：对称连续刚构桥 本方案主桥采用70m+125m+70m三跨对称预应力混凝土连续刚构桥，引桥为20m预应力混凝土空心板，桥梁全长294m（方案一布置示意图见图2）。桥型方案及

3、比较方案一：对称连续刚构桥图2 方案一布置示意图 （单位：m）思南凤 冈边跨70m中跨125m边跨70m引桥20m2591桥梁全长294m桥型方案及比较方案二：单T连续刚构桥 本方案主桥采用125m+125m两跨预应力混凝土连续刚构桥，引桥为20m预应力混凝土空心板，桥梁全长（方案二布置示意图见图3）。桥型方案及比较方案二：单T连续刚构桥图3 方案二布置示意图 （单位：m）思南凤 冈边跨125m中跨125m引桥20m桥梁全长桥型方案及比较 本方案主桥160m的钢筋砼箱形拱，净矢跨比f0 /L 0=1/5，拱轴系数。两岸引桥为225m预应力混凝土T梁，桥梁全长（方案四布置示意图见图4）。方案三：

4、吊装箱拱桥桥型方案及比较方案三：吊装箱拱桥图4 方案四布置示意图 （单位：m）思南凤 冈主跨160m引桥225m引桥225m桥梁全长桥型方案及比较方案四：非对称连续刚构桥我院收集国内已经建成的不对称连续刚构桥的相关资料见下表：桥 名跨 径（m）备 注江苏省吴江市跨京杭运河的桥35+96+621998年建成泸州长江二桥145+252+54.752000年建成贵州省贵阳市小关水库特大桥69+125+160+160+1122003年建成云南省红河大桥58+182+265+194+702003年建成贵州省关兴公路落拉河特大桥40+166.5+972005年建成云南三界怒江大桥55+138+952010

5、年建成桥型方案及比较方案四：非对称连续刚构桥 本方案采用53m+128m+92m三跨非对称预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长281m（方案一布置示意图见图5）。桥型方案及比较方案四：非对称连续刚构桥图5 方案四布置示意图 （单位：m）小T侧53m图1 思南岩头河大桥总体布置图 （单位：m）凤冈思南中跨128m大T侧92m桥梁全长281m35桥型方案及比较 四种桥型方案均能满足使用功能的要求。但从下表可知，综合指标上来讲，方案四是最佳首选方案。 方案项目方案一方案二方案三方案四结构形式对称连续刚构单T连续刚构吊装箱拱非对称连续刚构桥梁跨径（m）70+125+70+2020+125+125225+1

6、60+22553+128+92 桥梁全长（m）294282.4278.4281 施工方案悬臂浇筑悬臂浇筑吊装施工悬臂浇筑施工工期20221818 技术指标无创新，技术成熟有创新，但技术也比较成熟无创新，但技术不是很成熟，风险大有创新，设计难度大。主要优点结构造型简明，整体性好，设计、施工均有成熟经验结构造型简明，整体性好，设计施工均有成熟经验拱桥受力明确，结构合理，桥型美观结构造型简明，整体性好，与桥址区峡谷环境相协调主要缺点与桥址区峡谷环境不协调，0号桥台要挖山体大于25m，环境破坏大，1号桥墩离边坡太近，安全风险大施工难度大，与桥址区峡谷环境不协调，3号桥台挖山体大于33m，环境破坏大，造

7、价较高施工受吊装设备影响大，安全风险很大，与桥址区峡谷环境不是很协调，2号拱座挖山体大于15m，环境破坏大，可参考的工程实例少，设计比较复杂设计概算2650322029102540 综合评述良好一般优较优结构设计及优化桥型布置图贵州思南县岩头河大桥：53+128+92m ，桥长全长，左墩H35m，右墩H86.5m 桥型布置图结构设计及优化 上部箱梁由一个94mT（小T）和一个162mT（大T）组成非对称连续刚构，桥梁全长281m。 结构设计箱梁构造设计箱梁构造结构设计及优化结构设计箱梁构造设计箱梁构造结构设计及优化 上部箱梁采用三向预应力设计。箱梁纵向预应力采用15和16两种钢绞线组成的钢束，

8、由墩顶顶板束、跨中底板束、边跨底板束、合龙段顶板束组成。结构设计箱梁预应力设计小T侧箱梁预应力布置图结构设计及优化结构设计箱梁预应力设计大T跨中侧箱梁预应力布置图结构设计及优化结构设计箱梁预应力设计大T边跨侧箱梁预应力布置图结构设计及优化结构设计下部构造设计 1号墩采用双薄壁实体矩形墩身，实体矩形墙式基础。墩身高度为35m。 1号桥墩构造图结构设计及优化结构设计下部构造设计 2号桥墩上段为双柱式矩形截面空心墩，中段为双柱式矩形截面实心墩，下段为整体箱型截面墩桥墩顺桥向全宽为，墩身高度为。2号桥墩构造图结构设计及优化结构设计下部构造设计 两岸桥台均采用实体桥台，0号桥台采用扩大基础；3号桥台岸由

9、于有当地村民采煤所留煤洞，为避免桥梁在施工及运营过程中出现安全隐患，故采用挖孔桩基础。桥台构造图结构设计及优化优化上部结构分跨比的合理布置 一般情况下，为使大跨径预应力混凝土连续刚构桥受力合理，便于结构预应力钢束布置和对称施工，桥垮布置多采用对称布置，并且一般边中跨比在之间，多数在之间。 在平原地区结构分跨对称布置一般不存在问题，但在我国西部山区则不同，由于地形起伏大，桥梁跨越处地形常常遇见“U”形或“V”形峡谷，地势险峻，桥梁的分跨布置可能不对称或者边中跨比不理想，以致造成桥梁结构处理、内力和变形控制、预应力配置及施工方案等比一般对称布置复杂。结构设计及优化优化上部结构分跨比的合理布置桥 名

10、跨 径（m）边中跨比江苏省吴江市跨京杭运河的桥35+96+620.365（小T侧），0.646（大T侧）泸州长江二桥145+252+54.750.217（小T侧），0.575（大T侧）贵州省贵阳市小关水库特大桥69+125+160+160+1120.552（小T侧），0.700（大T侧）云南省红河大桥58+182+265+194+700.319（小T侧），0.361（大T侧）贵州省关兴公路落拉河特大桥40+166.5+970.240（小T侧），0.583（大T侧）云南三界怒江大桥55+138+950.399（小T侧），0.688（大T侧） 我院查阅已经施工的几座不对称连续刚构桥的相关资料，整理

11、出各桥的边中跨比见下表：结构设计及优化优化上部结构分跨比的合理布置 从上表可以看出，小T侧的边中跨比在之间，大T侧的边中跨比在之间。我院根据查阅的资料，结合岩头河大桥跨越不对称“V”形峡谷实际的地形，经过各方面的跨径比选，大量的模型计算，整理出思南岩头河大桥最合理的孔垮布置：53m+128m+92m，小T侧的边中跨比为，大T侧的边中跨比为。结构设计及优化优化桥墩高度不对称的优化措施 不对称连续刚构布置主要表现在，跨径不对称或墩高不对称，或两种情况均存在。思南岩头河大桥就是集两种情况于一体，是同类型桥中颇具特色的结构。 思南岩头河大桥2号桥墩高度为。1号桥墩高出思南岸边坡自然面的高度为21m。根

12、据计算结果，1号桥墩为35m时，受力合理。1号桥墩与2号桥墩墩高比为。结构设计及优化优化合龙段设置横隔板 思南岩头河大桥箱梁底板按照次抛物线规律变化，底板钢束较多，纵向预应力沿底板曲线布置，对底板产生径向分力，对于合龙段附近只有32cm厚的底板来说，要承受一定长度范围内的径向力，是比较困难的。 为此，在合龙段附近增设横隔板（合龙段横隔板图见图7），由于横隔板的强大作用，在合龙段附近一定范围内径向力将被横隔板平衡，对底板非常有利。 结构设计及优化优化合龙段设置横隔板图7 合龙段横隔板示意图 （单位：cm）结构设计及优化优化设置径向力平衡钢筋 为了防止由于底板受到纵向钢束的径向力的作用而产生崩裂，

13、我院在底板内设置径向力平衡钢筋。底板无波纹管的部位采用单肢平衡钢筋卡在底板上下外层横向钢筋上（单肢平衡钢筋见图8）；底板有波纹管的部位采用半闭合平衡钢筋将底板上下外层横向钢筋框住（半闭合平衡钢筋见图9），使底板上、下缘整体受力。结构设计及优化优化设置径向力平衡钢筋图8 无波纹管底板平衡钢筋设置示意图图9 有波纹管底板平衡钢筋设置示意图施工方案及竣工通车施工方案 施工方案、施工顺序决定计算步骤，计算结果指导结构设计。施工方案的选定，施工顺序的划分是结构分析的关键。根据现场的实际情况，思南岩头河大桥施工方案采用挂篮悬臂浇筑施工。施工方案及竣工通车施工流程示意思南凤 冈施工方案及竣工通车竣工通车 思

14、南岩头河大桥2009年初开始施工，2010年11月29日全桥成功合龙。2011年1月15日通车。施工方案及竣工通车竣工通车科 研研究的主要目的 “山区不对称连续刚构设计关键技术及示范应用研究”为2009年西部交通科技建设项目（2009 318 223 081），本项目由交通运输部公路科学研究院与贵州省交通科学研究院、大连理工大学、贵州省公路工程集团总公司、长安大学、河海大学共同承担。 研究山区不对称连续刚构的目的，是在“高墩弯桥项目”研究成果基础上，补充研究“高低墩”和“跨径不对称”布置的关键技术问题，并将成果纳入到“高墩弯桥项目”的成果之中，形成山区大跨径梁桥设计与施工成套技术。科 研研究的

15、主要内容 针对不对称连续刚构中高低墩和分跨不对称情况展开如下研究：（1）专题1：不对称连续刚构空间受力与变形研究；（2）专题2：不对称连续刚构动力特性研究；（3）专题3：不对称连续刚构主要构造型式研究；（4）专题4：不对称连续刚构施工和控制技术研究。 以示范工程贵州思南县岩头河大桥为模型，通过BridgeKF数值仿真分析，研究不对称连续刚构的关键技术，包括内力变形、结构构造、预应力布置、悬臂施工和控制方法等，将研究成果在岩头河大桥上示范应用，并凝练提升成果写入指南。科 研研究的主要目标（1）解决山区“V”形不对称山谷上的连续刚构设计问题，扩大连续刚构桥的应用范围；（2）通过连续刚构“高低墩”和

16、“分跨不对称”布置示范工程中的应用，完善指南，完善连续刚构设计与施工技术。科 研研究的主要成果研究方法： 以对称连续刚构桥为基础，逐渐减小其中一个T构的悬臂长度，从而形成一系列不同程度的不对称连续刚构，对其进行各种荷载作用下的结构静力计算。根据计算结果，分析结构的静力响应与不对称程度之间的关系。一、分跨不对称连续刚构专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究一、分跨不对称连续刚构 式中，与分别为小T构与大T构的悬臂长度（包括墩顶梁段长度）。对称时=1。 定义两T构的悬臂长度（包括墩顶梁段）之比为分跨比例（不对称系数），即：科 研研究

17、的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究一、分跨不对称连续刚构科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究一、分跨不对称连续刚构 在不对称连续刚构中，当不对称系数过小（即小T悬臂很小）时，将导致短边跨的支座出现负反力。本文针对上述一系列不同程度的不对称连续刚构（），分析其支座反力与不对称系数的关系，以期得出某种规律。 其中R1为小边跨支座的最小支反力，R2为大边跨支座的最小支反力，以压为正。科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究（1）在自重作用下，R2基本保持常数，而R1基本随线性减小。不对称系数与支反力的关系（2）在汽车荷载作用下， R2

18、与基本成线性关系，其数值（拉力）随的减小而变小；当时， R1与R2基本相等，但随着的进一步减小， R1的数值急剧加大。因此从减小汽车荷载引起的支座拉力来说，不宜小于。（3）在结构均匀升温作用下，R2基本为零。当时， R1也基本为零；当0.6时，R1逐渐加大，将对R1造成不可忽略的影响；当时， R1的数值急剧加大，极易导致R1出现拉力。因此，从体系温差对R1的影响出发，同样可得出不宜小于的结论。科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究一、分跨不对称连续刚构分跨不对称连续刚构在砼收缩徐变作用下的主梁挠度科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究一、分跨不对

19、称连续刚构关于主梁徐变变形与不对称系数的关系：随着不对称系数的逐渐减小，大T侧边跨的徐变挠度逐渐加大，这是因为随着的减小，大T侧边跨的相对跨度逐渐加大。当结构对称时，主梁的徐变变形自然对称。随着的逐渐减小，主梁徐变变形呈现出明显的不对称性，主梁的徐变最大挠度位于主跨合拢段和跨中之间。由于主梁徐变变形的不对称性，因此其对线路线形质量的影响比对称结构更为严重，应引起足够的重视。科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究二、墩高不对称连续刚构分析方法 以岩头河大桥大“T”一侧结构尺寸建立对称结构，两侧桥墩均为高度100m的双肢薄壁墩。作两种墩高的变化分析： 保持一侧墩高100m不

20、变，另一侧墩高从100m逐步递减至1 5 m ； 在上述模型中保持矮墩墩高为15m不变，将高墩的墩高从100 m递减至15m。 计算上述两个系列的不对称连续刚构在结构均匀升温作用下的墩顶弯矩。科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究二、墩高不对称连续刚构墩顶弯矩与墩高变化的关系随着任何一个桥墩墩高的减小，所有桥墩的墩顶弯矩均加大。当一侧桥墩保持较高的高度，另一侧桥墩墩高减小到一定程度时，主梁的温度零点会快速靠近矮墩，甚至进入矮墩范围内，从而导致矮墩两个柱肢的墩顶弯矩变号。若墩高不对称相差较大，应对主墩的结构形式进行特殊设计，以避免双墩抗推刚度相差过大给墩身及上部结构受力带

21、来不利的影响；科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究二、墩高不对称连续刚构墩顶弯矩与墩高变化的关系 正如一般连续刚构桥一样，墩高的减小将迅速加大桥墩的抗推刚度，从而使墩柱弯矩迅速加大，墩高小到一定程度时，连续刚构桥的方案不再成立。但在墩高不对称连续刚构中，高墩的抗推刚度能够做得较小，从而大幅度地减小矮墩的内力。因此，墩高不对称连续刚构的矮墩高度能够比常规连续刚构实现更小的墩高。科 研研究的主要成果专题1： 不对称连续刚构空间受力与变形研究二、墩高不对称连续刚构墩顶弯矩与墩高变化的关系 上部不对称，结构建成初期在恒载作用下，中跨最大正弯矩不在跨中，而在合龙段附近，在长期营

22、运荷载下，恒载产生的最大正弯矩会向跨中方向飘移，这对结构受力分析和钢束的布置提出了更高的要求。若不对称布置过大还有可能造成边跨支座在活载作用下出现拉力。科 研研究的主要成果专题2： 不对称连续刚构动力特征研究分跨不对称对结构动力特性的影响分析方法： 1.以岩头河大桥为基础，建立与岩头河大桥主跨相同的对称结构，分别分析对称结构与不对称结构的动力响应参数。 通过对结构一阶自振频率的对比可以看出，在不考虑桥墩刚度的影响下，分跨不对称对结构的动力特性影响较小，其结构动力特性与对称结构基本一致。对称结构不对称结构一阶纵漂周期(s)0.1160.114一阶横弯周期(s)0.2300.227科 研研究的主要

23、成果专题2： 不对称连续刚构动力特征研究桥墩刚度不同对结构动力特性的影响分析方法： 以岩头河大桥大“T”一侧为模型建立对称结构，在两侧桥墩为100m的双薄壁墩基础上，不断减小一侧墩高。随着一侧桥墩变矮，由于结构整体刚度变大，纵漂、横弯与竖弯的一阶频率均不同程度的增大。随着桥墩刚度的增加，桥墩刚度与主梁刚度比增加，结构的一阶振型会由纵漂变为横弯。在地震荷载作用下，桥墩分配的内力随着桥墩刚度的增大而增加，刚度较大一侧桥墩分配内力较大。在设计中，应充分注意。科 研研究的主要成果专题3： 不对称连续刚构主要构造型式研究研究内容：不对称连续刚构梁高的合理范围不对称连续刚构跨中梁高的研究（高跨比） 计算模型：以岩头河大桥为基础，修改跨中处梁高，计算结构在恒载与活载作用下结构的受力情况。关于主跨跨中（悬臂端）梁高的计算结果：随着跨中梁高的变化，结构各控制