蘇州河橋鋼管混凝土拱橋設計與施工
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
1、概述
蘇州河橋位于上海城市軌道交通明珠線跨越既有滬杭鐵路蘇州河橋橋位，與蘇州河正交。橋梁需跨越蘇州河及兩岸的萬航渡路和光復西路。河道通航標準為通航水位3.5m，Ⅵ級航道，凈寬20m，凈高>=4.5m；兩岸濱河路規(guī)劃全寬20m（機非混行），其中機動車道寬8m；兩側(cè)非機動車道寬各3m；人行步道寬各3m；兩岸濱河路機動車道凈高>=4.50m，非機動車道凈高>=3.50m，人行道凈高>=2.5m.橋式采用25+64+25m三跨中承式鋼管混凝土梁-拱組合體系橋，橋梁全長114m，寬12.5m.外部結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)梁，即拱腳與橋墩處以支座連接，內(nèi)部為由主縱梁、小縱梁和橫梁及鋼管混凝土拱肋的組合結(jié)構(gòu)體系。
2、鋼管混凝土拱橋設計
2.1橋型選擇本方案設計的主導思想是在現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)的技術水平發(fā)展的基礎上有所創(chuàng)新，橋梁造型與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，橋式方案力求新穎獨特，并充分體現(xiàn)現(xiàn)代化大都市的節(jié)奏與氣派。
拱橋是一種造型優(yōu)美的橋型，它的主要特點是能充分發(fā)揮材料的受壓性能，而鋼管混凝土的特點是在鋼管內(nèi)填充混凝土，由于鋼管的套箍作用，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而顯著提高混凝土的抗壓強度。同時鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡單，吊裝重量輕，從而能簡化施工工藝，縮短施工工期。
蘇州河橋的橋型方案經(jīng)過研究分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及評估論證，最后采用25+64+25m飛鳥式鋼管拱橋的設計方案。以抗壓能力高的鋼管混凝土作為主拱肋，以抗拉能力強的高強鋼絞線作為系桿，通過邊拱肋的重量，隨著施工加載順序逐號張拉系梁中的預應力筋以平衡主拱所產(chǎn)生的水平推力，最終在拱座基礎中僅有很小的水平推力。拱腳與橋墩的連接由固接改為鉸接，以避免由于軌道交通無縫線路產(chǎn)生的縱向水平力和溫度應力引起拱腳過大的推力而導致拱腳處混凝土開裂，克服了拱橋?qū)A的苛刻要求。
2.2上部結(jié)構(gòu)主橋為中承式拱橋，主拱理論軸線為二次拋物線，矢跨比為1：4，其中橋面以下部分采用C50鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面為帶圓角的矩形截面。橋面以上部分采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管截面為圓端形，采用A3鋼，鋼管壁厚16mm，外涂桔紅色漆，內(nèi)填C55微膨脹混凝土。
邊拱矢跨比為1：7.4，理論軸線為二次拋物線，截面采用鋼筋混凝土矩形截面，按偏心受壓構(gòu)件設計。拱上立柱采用圓形截面鋼管混凝土立柱，下端與邊拱肋固結(jié)，上端設聚四氟乙烯球冠形鉸支座，與邊縱梁鉸接。
主拱每側(cè)設7根吊桿，間距約6.4m，吊桿采用擠包雙護層大節(jié)距扭鉸型拉索，吊桿鋼索雙護層均為高密度聚乙烯護層（PE+PE桔紅色），錨具為冷鑄墩頭錨。吊桿上端錨固在鋼管混凝土拱肋內(nèi)，下端錨固在橫梁底部。
主拱橋面以上部分共設三道一字型風撐，每側(cè)邊拱設三道橫撐，主拱設一道橫撐，以增加全橋的穩(wěn)定性。拱座采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每墩設兩個拱座。通過橫撐相連。拱座施工時應預先埋好立柱鋼管、主拱及邊拱伸入拱座內(nèi)的鋼筋，準確對位。
橋面系為由邊縱梁、橫梁、小縱梁及現(xiàn)澆橋面板組成。邊縱梁為箱形斷面，邊孔與邊拱肋相接部分及中拱與邊縱梁連接部分為矩形斷面，采用C50級部分預應力混凝土結(jié)構(gòu)，在恒載及自重作用下為全截面受壓構(gòu)件。橫梁采用C50級預應力混凝土結(jié)構(gòu)，全橋共設小橫梁15片，端橫梁2片，中橫梁與邊縱梁接合處2片。全橋共設四片小縱梁（全橋通長）與橫梁固結(jié)在一起形成格構(gòu)體系。橋面板采用C40級鋼筋混凝土板，橋面板采用在格構(gòu)系上現(xiàn)澆的方法處理。橋面板的鋼筋布置應采取防迷流措施。
橋面排水原則上采用“上水下排”，即橫坡加導水槽方式，在橋梁橫斷面內(nèi)設0.5%的橫坡。承軌臺每隔一定的距離斷開，向兩側(cè)排水。
橋面上部建筑設施包括混凝土道床及軌道、通信信號電纜支架、隔音屏、防噪柱及接觸網(wǎng)腕臂柱。橋面布置有：聚氨脂防水層、0.5%雙向排水坡、落水管、承軌臺及鋼軌、I字形鋼筋混凝土柱、防噪屏及電纜支架等。每隔30～50m設接觸網(wǎng)立柱一對，每隔1000m 左右布置一組接觸網(wǎng)錨固立柱。橋上不設人行道及照明。
支座采用QGPZ盆式橡膠支座和QGBZ板式橡膠支座。
2.3 下部結(jié)構(gòu)拱橋主墩基礎采用樁基礎，將⑨層粉細砂層作為樁基持力層，為滿足橋梁上部鋼軌對基礎沉降的要求，經(jīng)分析計算比較，采用樁徑為D=0.8m的鉆孔灌注樁，樁長67m，每個主墩12根樁，承臺4.8×17.0×2.0m，邊墩基礎采用8根樁徑D=0.8m鉆孔灌注樁，樁長67m，承臺4.35×16×2.0m，邊墩及蓋梁為雙柱式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
