大广高速赵王新特大桥设计

　　摘要：赵王新特大桥跨越赵王新河，为避免桥墩布置在防洪堤的坡面及堤顶，以30米T梁为主，采用跨径40+70+40米的桥孔一次跨越防洪堤，主桥箱梁设计为三向预应力结构。
　　关键词：预应力，大悬臂，纵向分析，横向分析。
　　
　　一工程概述
　　大广公路固安（京冀界）至深州段高速公路是国家高速公路网规划中纵5“大庆—广州”高速公路的重要路段。项目的实施，将形成华北地区与首都北京、东北地区第三条运输通道。同时，拟建公路又是河北省高速公路网规划的“五纵、六横、七条线”中纵3“北京—开封”公路的重要组成部分。该项目建成后与京港澳高速公路、京福高速公路形成纵贯河北省南北的三条高速大通道，并成为京港澳高速公路的重要辅助通道。本项目的实施将完善华北地区与首都北京、东北地区之间的高速公路网络，加强区域经济联系；同时对完善河北省公路网布局、有效带动河北省区域经济发展有着重要的意义。
　　河北大广北起点为固安（京冀界），终点为深州境内石黄高速公路中心，建设里程187.087公里。全线分三个设计分段，廊保界至保沧高速公路为第二分段，设计里程为74.305公里。该段地处平原区，纵坡设计主要受分离式立交和通道净高、桥梁及路基设计洪水位等因素的控制。为降低工程量，减少公路用地，降低工程造价，要求纵断面设计在满足构造物净空要求的前提下，尽量降低填土高度。
　　二．赵王新特大桥设计
　　2．1总体介绍
　　赵王新特大桥跨越赵王新河,赵王新河是白洋淀洪水泄入东淀的主要行洪通道,其右堤为主堤，属河北省一级堤防。在桥梁跨越防洪堤时，为避免桥墩布置在防洪堤的坡面及堤顶，以30米T梁为主，采用跨径40+70+40米的桥孔一次跨越防洪堤。主桥纵立面图见图5。
　　
　　图5主桥纵向立面图
　　主桥上部结构采用(40+70+40)米一联预应力混凝土连续箱梁。主桥箱梁采用直腹板的单箱单室结构，箱梁顶板宽度为16.75米，箱体宽度为8.35米。两端及中跨跨中梁高2.0米，墩顶根部梁高3.8米，其余主梁梁高变化采用1.5次抛物线,箱梁一般构造图见图6。箱梁跨中合拢段底板厚度30厘米，墩顶处根部底板厚度60厘米，底板厚度按1.5次抛物线变化，顶板全桥等厚为28厘米。箱梁腹板厚度均采用60厘米。箱梁采用C50混凝土。
　　2．2施工方案及纵向分析
　　主桥箱梁设计为三向预应力结构,纵向预应力钢束设置了顶板束、底板束、腹板束共三种。分别采用19φS15.24及22φS15.24钢束及配套的OVM锚,见图7。由于箱梁属于大悬臂，长为4.2米，顶板加横向预应力，预应力设计为4φS15.24钢绞线。箱梁竖向预应力采用高强精轧螺纹钢筋，精轧螺纹钢筋直径32毫米，屈服强度750Mpa，控制张拉吨位542.9KN。施工方案箱梁采用满布支架法施工。施工时选用合理的支架后，要求对支架进行100％预压，以尽可能消除非弹性变形和获得调整数据并严格控制支架基础的沉降。支架要有充分的强度、刚度和稳定性。
　　
　　图7主桥纵向预应力布置图
　　主梁纵向分析时，共分为8个施工阶段。经过计算，施工阶段主梁最大压应力值为13.6MPa,最大拉应力值为0.5MPa；使用阶段，主梁最大压应力为13.8MPa,各个截面均不出现拉应力，为全预应力构件。
　　2.3横向分析
　　本设计在施工阶段分析过程中，对两种预应力布置进行了比较：（一）.横向采取直线布置，（二）.横向采取曲线布置，在跨中位置下弯,起弯半径为6m。布置方式如下图所示：
　　采用平面杆系理论计算。取箱梁横截面按框架进行计算，车轮在桥面板上的分布宽度：当车轮位于两腹板之间时按单向板计算，当车轮位于翼缘板上时按悬臂板计算。边界条件的处理：在箱梁两腹板处取简支。顶板共分为56个单元,见图9。
　　
　　图9箱梁横向计算离散图
　　方案一结果如下：
　　施工过程中，3、54号单元附近下缘出现最大压应力，其值为6.91MPa，8、49号单元下缘出现最大拉应力，其值为1.04Mpa。成桥阶段，3、54号单元附近下缘出现最大压应力，其值为6.33MPa，41号单元下缘出现最大拉应力，其值为0.83Mpa。运营阶段，16号单元下缘出现最大拉应力，其值为0.99Mpa。
　　方案二结果如下：
　　施工过程中，3、54号单元附近下缘出现最大压应力，其值为6.57MPa，38号单元下缘出现最大拉应力，其值为1.66Mpa。成桥阶段，3、54号单元附近下缘出现最大压应力，其值为6.0MPa，41号单元下缘出现最大拉应力，其值为1.33Mpa。运营阶段，16号单元下缘出现最大拉应力，其值为2.23Mpa。
　　从上面的结果可看出，由于次应力的影响，第二种方案的拉应力值大于第一种，况且第二种的施工比较麻烦，优选第一种方案。
　　三结语
　　项目地处冀中平原，地势平坦开阔，且处于冀中最活跃地区及防﹑排洪调度区。沿线村庄密集，地方路网发达。在跨越防洪堤时，受到防洪的要求，主跨采用70米跨径，赵王新河特大桥原施工图设计为分节段移动支架现浇箱梁，业主从加快施工进度角度考虑，施工方案变更改为大节段满堂现浇。平原高速公路由于受到地势及当地条件的影响，与山区高速公路的设计特点不同，设计时应考虑多方面的因素，提出经济合理的设计方案。
　　参考文献
　　[1] 黄先刚，刘正祥.大广高速廊保界至保沧段高速公路路线设计［C］.中交桥梁技术有限公司2008学术论文集.2008.
　　[2] 王智峰，刘正祥.浅谈平原区高速公路桥型方案设计［C］.中交桥梁技术有限公司2008学术论文集.2008.