王淑紅

(中交路橋技術(shù)有限公司)

1 工程 概述

大廣公路固安(京冀界)至深州段高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中縱5“大慶—廣州”高速公路的重要路段。項(xiàng)目的實(shí)施，將形成華北地區(qū)與首都北京、東北地區(qū)第三條運(yùn)輸通道。同時(shí)，擬建公路又是河北省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的“五縱、六橫、七條線”中縱3“北京—開封”公路的重要組成部分。該項(xiàng)目建成后與京港澳高速公路、京福高速公路形成縱貫河北省南北的三條高速大通道，并成為京港澳高速公路的重要輔助通道。本項(xiàng)目的實(shí)施將完善華北地區(qū)與首都北京、東北地區(qū)之間的高速公路網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系;同時(shí)對(duì)完善河北省公路網(wǎng)布局、有效帶動(dòng)河北省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。

河北大廣北起點(diǎn)為固安(京冀界)，終點(diǎn)為深州境內(nèi)石黃高速公路中心，建設(shè)里程187.087 km。全線分三個(gè)設(shè)計(jì)分段，廊保界至保滄高速公路為第二分段，設(shè)計(jì)里程為74.305 km。該段地處平原區(qū)，縱坡設(shè)計(jì)主要受分離式立交和通道凈高、橋梁及路基設(shè)計(jì)洪水位等因素的控制。為降低工程量，減少公路用地，降低工程造價(jià)，要求縱斷面設(shè)計(jì)在滿足構(gòu)造物凈空要求的前提下，盡量降低填土高度。

2 互通橋涵設(shè)計(jì)

2.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

互通區(qū)的橋涵多為異型結(jié)構(gòu)，橋面寬度多受加減速車道、匝道的影響，多由彎橋、不等寬橋梁及斜橋構(gòu)成，因此，結(jié)構(gòu)形式多為現(xiàn)澆箱梁。對(duì)于漸變寬度小于30～40 cm的主梁，可采用加寬翼緣的方式進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)漸變大于30～40 cm時(shí)，上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆連續(xù)板或連續(xù)箱梁，這樣可減少施工用模板，加快施工進(jìn)度與施工精度。對(duì)于公路一級(jí)荷載的橋梁上部結(jié)構(gòu)形式，翼緣設(shè)計(jì)為2.5 m，箱梁的頂板厚度采用25 cm，底板厚度采用22 cm，本設(shè)計(jì)中一般采用3～4.5 m。

對(duì)于現(xiàn)澆箱梁，鋼束每一腹板宜取兩排，可以適當(dāng)做調(diào)整，豎向采用3排或4排。鋼束規(guī)格一般采用12～15，最大鋼束規(guī)格不超過14～15，可以有效地減少應(yīng)力集中。現(xiàn)澆箱梁均采用塑料波紋管，減少預(yù)應(yīng)力摩擦損失。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在各種不利荷載作用下不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。所有橋梁均采用兩端張拉，千斤頂采用內(nèi)卡式千斤頂，留約1 m寬的濕接縫。下部蓋梁尺寸相應(yīng)地增大。伸縮縫寬度為8 cm，后澆段為42 cm。支座中心線距張拉端面為80 cm。箱梁中橫梁的尺寸一般取2 m，端橫梁一般取1.5 m。對(duì)于大半徑的箱梁，不增加跨中橫隔板。箱梁腹板設(shè)計(jì)為等高結(jié)構(gòu)，梁底加調(diào)平頂塊。

2.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

近幾年來高速公路頻繁出現(xiàn)獨(dú)柱墩彎斜橋傾覆事故，引起橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高度重視，在施工圖設(shè)計(jì)階段，已經(jīng)考慮到現(xiàn)行交通超載車輛較多，以及已有事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做了以下優(yōu)化設(shè)計(jì):在滿足通行要求的前提下，采用雙柱墩或在墩上做蓋梁的多支點(diǎn)支承體系，進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力。施工過程中，根據(jù)業(yè)主的要求，本合同段獨(dú)柱墩橋梁—大魏莊互通、雄縣互通、龐口互通、西演互通中上部現(xiàn)澆箱梁、下部獨(dú)柱墩的斜彎橋，對(duì)偏載或特殊荷載情況下，橫向穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，并對(duì)部分橋梁施工圖進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。對(duì)大魏莊互通區(qū)的F、G、H匝道一聯(lián)中有多個(gè)獨(dú)柱墩變更為雙柱墩，只在中間保留一個(gè)獨(dú)柱墩，增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全系數(shù)。

大魏莊互通立交共有6個(gè)匝道，其中G、H、F匝道中有獨(dú)柱墩，彎橋半徑在R=120～150 m之間，取其最典型的F匝道第二聯(lián)進(jìn)行驗(yàn)算。

(1)計(jì)算方法

①根據(jù)跨徑和半徑等因素，取第二聯(lián)進(jìn)行計(jì)算

②采用大型通用有限元軟件MIDAS/Civil分別建立單梁和梁格模型進(jìn)行相互驗(yàn)證

③工況

工況一:恒載(自重+二期+鋼束預(yù)應(yīng)力+收縮徐變)

工況二:恒載+汽車

(2)結(jié)論

從表1可看出工況一兩個(gè)模型的計(jì)算結(jié)果很接近;對(duì)于工況二，由于空間和平面的區(qū)別以及車道荷載的傳遞等因素的影響，結(jié)果略有偏差;支座沒有出現(xiàn)負(fù)反力，沒有傾覆危險(xiǎn)。

表1 反力匯總表(單位:tonf)

3 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目地處冀中平原，地勢(shì)平坦開闊，且處于冀中最活躍地區(qū)及防﹑排洪調(diào)度區(qū)。沿線村莊密集，地方路網(wǎng)發(fā)達(dá)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)區(qū)構(gòu)造物眾多，對(duì)于異型梁，當(dāng)變寬較小時(shí)，可以通過調(diào)整翼緣長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)變寬的需要;當(dāng)變寬較大時(shí)，為保證外形的美觀及施工精度，主要以現(xiàn)澆連續(xù)梁為主。下部結(jié)構(gòu)盡量減少獨(dú)柱墩的使用，以防止上部結(jié)構(gòu)的側(cè)翻。平原高速公路由于受到地勢(shì)及當(dāng)?shù)貤l件的影響，與山區(qū)高速公路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多方面的因素，提出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。

［1］ 黃先剛，劉正祥.大廣高速廊保界至保滄段高速公路路線設(shè)計(jì)［D］.中交路橋技術(shù)有限公司，2008.

［2］ 王智峰.淺談平原區(qū)高速公路橋型方案設(shè)計(jì)［D］.中交路橋技術(shù)有限公司，2008.