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东莞水道特大桥设计 摘 要 东莞水道特大桥为一大跨度钢管混凝土中承式拱桥，主跨达280m。本文介绍了该桥的设计与计算要点，供同类桥梁设计时参考。 关键词 钢管混凝土 桁拱 设计 东莞 1 自然条件 东莞地区属来热带季风气候，光线充足、气候温和。相对湿度83.1%，常年平均气温21～220C，7月份平均气温28.20C，极端最高气温37.90C。1月份平均气温13.40C，极端最低气温-0.50C。流域濒临南海，受西南季风、东南信风和台风强盛活动影响，雨量充沛。但由于地形平坦，动力条件差，暴雨强度一般。多年平均降雨量1700mm，最大年降雨量2442mm，最小年降雨量1360mm，12小时降雨量最大可达259mm。时空分布不均，雨量多集中在4～9月份，占年降雨量的80%左右。本地区常年风向为东、东南风，其次为南风和北风，最大风速34m/s。夏秋季会受台风影响，平均每年发生台风1～3次，风力一般为6～9级，阵风11级，最大风力可达12级。 据地质钻探揭示，桥址东西两岸地质大致相同。表层为填筑土，其下为第四系冲积形成的淤泥、淤泥夹细砂、粗砂，第三系强风化、中风化及微风化泥灰岩，其中强风化泥灰岩仅在局部分布。基岩埋深，中风化泥灰岩15.2～21.8m，微风化泥灰岩18.6～29.0m。饱和单轴极限抗压强度，中风化泥灰岩为14.9MPa，微风化泥灰岩为24.5MPa。 桥址地下水主要表现为上层滞水、第四系孔隙压水和岩深水3种。场地地下水对混凝土在分解类腐蚀评价中具有弱腐蚀性，按规范要求应采取一级防护措施，混凝土应采用普通硅酸盐水泥，标号不低于425号，水灰比不大于0.6，最小水泥用量不小于370kg/m3，C3Alt;8%。 桥址处地震基本烈度为6度，本桥按7度考虑设防。场地内未发现第四系全新活动断层，整个区域稳定性尚好，但在场地四层中中砂在7度地震作用下属轻微液化土层，为抗震不利地段；而在第六层弱风化泥灰岩中有小规模溶洞发育，但发育较弱。从安全角度出发，桥梁桩基础必须穿过岩溶发育地段进入稳定基岩。 2 主要设计标准 (1) 设计荷载：汽车-超20，验算荷载：挂车-120， 人群荷载：350kN/m2。 (2) 桥面宽度：桥面全宽按双向八车道外加人行道设计。横桥向上下行分离为两座完全独立且对称的桥。每幅桥面宽26.1m，具体组成为4.8m（人行道与栏杆）+0.5m（防撞护栏）+15.5m（行车道）+0.5m（防撞护栏）+4.8m（过桥水管和检修道与栏杆）。 (3) 通航标准：内河Ⅲ级般道，每个通航孔道净高≥10m，净宽≥40m，共设两个通航孔。通航水位按20年一遇洪水频率计算为4.516m（黄海高程）。 (4) 主桥线型：纵坡4%，竖曲线半径为6500m。 (5) 桥面横坡：双向1.5%。 (6) 地震烈度：基本烈度6级，按7度设防。 (7) 风力：基本风压强度W0=1200Pa。 3 桥型的选择 东莞水道特大桥是广东省东莞市五环路跨越东莞水道的桥梁。根据道路的线型要求，该桥在跨越东莞水道时处于弯道上，而且桥梁中心线与河道中心线成550C斜交角。航道局在航道平面图中给出了主航道的界线，主航道沿桥梁中心线长度为155m，桥梁孔径最小要求为主航道内不得立墩。与此同时，鉴于桥址处河道水文情况复杂，东莞水利勘察设计院提出要求，如果在水中设墩，桥墩要沿水流方向布置，也就是主桥要做成斜交桥。经过多方案比选，最后采用三孔50+280+50m中承式钢管混凝土系杆拱桥。这种桥型不但外型美观、宏伟、具有现代气息，而且构思新颖、结构合理。同时也能满足东莞水道的通航要求，避免了桥梁深水基础的出现，降低了主桥的主梁建筑高度，从而减小了引桥长度，因此是该城市道路上大型桥梁的一个较好的桥型。大桥的总体布置见图1。 图1 总体布置图 附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件 帖子 4728 精华 8 威望 850 土木币 978 在线时间 0 小时 注册时间 2004-11-8 查看详细资料 TOP scfeifei518 笨笨 上校 帖子 4728 精华 8 威望 850 土木币 978 在线时间 0 小时 注册时间 2004-11-8 发短消息 加为好友 68# 大 中 小 发表于 2005-8-25 10:12 只看该作者 东莞水道特大桥设计 (续) 三孔中承式刚架系杆拱因要平衡推力而带有两个悬臂半拱，又称自平衡式拱、自平衡式、飞鸟式或飞燕式。飞鸟式钢管混凝土拱的最大特点是充分发挥了材料的性能，以抗压能力高的钢管混凝土作为拱肋，以抗拉能力强的高强钢绞线作为拉杆，通过边拱肋的重量，随着施工加载顺序逐步张拉系杆中的预应力索，以平衡主拱所产生的水平推力，最终形成对拱座基础只有较小水平推力的拱桥[1]。这就大大降低