古交电厂屯兰河大桥桥型方案研究

古交电厂屯兰河大桥桥型方案研究

1省十五重点工程概况古交变电站是西山通讯社有限公司投资项目。是山西省15个重点工程。改变供电为宋朝的省级产业结构。山西省古交市。古交市兴园路是电厂对外连接的重要通道,屯兰河大桥是这条路的控制性设施。2现场勘查及结果太原煤矿设计研究院接受该桥的设计委托后,先后数次与甲方进行沟通,并且做了斜拉桥、悬索桥、中承式拱桥、预应力混凝土简支梁桥等桥型方案,经过技术性、安全性、经济性、便于施工等指标比较后,最后确定以13m×20m预应力混凝土空心板梁桥为桥型方案。桥型方案确定后,对现场进行勘测的结果为:屯兰河属汾河支流,至桥位处汇水面积为1000km2,Q1%=1330m3/s,河道纵坡在桥位处为6.7‰,每年的7、8、9月份为洪水期。桥位处地质构造主要以卵石层为主,厚度由几米到十几米不等,卵石直径几毫米到几十厘米不均,中间夹杂一些亚粘土,卵石层地基容许承载力[σ]=400kPa,经过地质评价,得出地质条件较好的结论。经过与甲方商讨,根据桥梁的实际情况取得桥梁设计依据:设计荷载:汽车—超20级,挂车—120,洪水设计频率为百年一遇三百年校核。在现场勘测的基础上,确定了桥型方案:桥型为13m×20m预应力混凝土空心板梁桥,桥面净宽15m+2×1.5m人行道。该桥与屯兰河斜交45°,桥梁全长为275.24m,三柱式墩,U形台,墩、台基础为扩大基础,桥纵坡为0,横坡2.0%。3定向设计3.1斜桥施工的必要性本桥与河流水线成45°斜交,如果做成斜桥,桥墩盖梁横向中心线与流水线平行,梁板呈平行四边形,锐角为45°。斜桥的优点:桥型平顺,桥墩阻水面积小。但是,斜板所受剪力大,桥梁施工较正交复杂。为了缩短工期,经过正、斜交比较后,决定采用“斜交正做”。“斜交正做”的缺点很明显:桥墩、台阻水面积比斜交大两倍多,桥墩的冲刷更严重。为了克服以上缺点,适当抬高桥面,在桥墩周围作适当铺砌,桥建成后须加强维护。3.2河宽度长的计算桥位处天然河段宽194.6m,古交市规划局规划,该河段未来河宽为90m,滩地和河槽高差约为3m,计算现桥墩一般冲刷和局部冲刷以未来河宽为依据,适当考虑现在的实际情况,这样计算,考虑了未来的发展。3.3包氏公式的原理以未来规划河宽计算桥墩台基础冲刷,可以认为桥位处河段比较稳定,所以冲刷计算符合使用包氏公式的条件。包氏公式假定在有底砂运动的河流上,当桥下的流速恢复到建桥以前的天然流速时,冲刷即停止;河槽断面上任一垂线上的冲刷深度与其水深成正比,此公式只适用于平原及山区稳定河段,在我国的某些河流上比较合适。经十余年的实践,在古交屯兰河上适合用此公式。3.4钢筋的配用量桥墩基础断面呈梯形,横向长16.60m,宽平均4m,长宽比约为4∶1,为了克服地基不均匀沉降给基础带来的影响,必须在底部和两侧配适量的钢筋。3.5安装钢板、压桥因为桥面采用沥青混凝土,为暗埋式伸缩缝的使用创造了条件。暗埋式伸缩缝是在梁两跨交界处的桥面铺装层找平以后,放置钢板,每块钢板宽度为0.2m,长度为0.5m,厚度为12mm,一端与预埋在铺装层上钢筋焊接固定,一端自由,上面铺Ⅰ、Ⅱ型改性沥青,全桥共设13道伸缩缝。这种伸缩缝施工简便,桥面连续、均匀。3.6预应力混凝土梁古交电厂是依靠煤作为发电原料,用量相当大,且全靠公路运输,桥梁承受载荷大,作用频率高。在这种情况下,提出了使用先张法预应力混凝土梁。先张法是在灌注混凝土前凭借台座等设备张拉钢筋(钢丝或钢绞线),待混凝土达到足够强度后,放松预应力钢筋,由端头钢筋与邻近混凝土间的粘结作用将预应力传给混凝土。它的优点是预应力钢丝或钢绞线可不用特制的锚具,靠它与混凝土的粘结作用传递预应力;先张梁的承载能力及抗裂性均优于后张式的预应力混凝土梁。3.7横坡地块,利于梁的施工桥梁纵坡为0,先张梁底部可以省去三角楔形块,便于梁的施工。横坡设在铺装层下,墩盖梁顶部则做成水平面,加快了施工。为了减少洪水对桥台的冲刷,桥台周围须做一些导流建筑物。4施工期间的雨水管理本桥于2001年12月完成设计,2002年5月开始施工,同年10月竣工验收。施工期间正是雨季,桥之