V型墩刚构桥关键设计因素探讨

张宇辉

(辽宁省交通规划设计院)



V型墩刚构桥关键设计因素探讨

张宇辉

(辽宁省交通规划设计院)

摘要：介绍了一种新型桥梁结构形式——V型墩刚构桥。并对这一结构体系在设计过程中需要重点关注的两大关键因素—牛腿设置位置与V墩交角进行分析与探讨，提出了参数选取时所应依据的具体原则，并最终给出了合适的设计参数。

关键词：V型墩；刚构桥；结构参数；设计因素

1概述

在刚构桥设计中，为了减小支柱顶部的负弯矩，往往将立柱设计成V型墩形式，进而可以在桥梁跨径较大时采用尽可能低的梁体建筑高度。而当跨径较大时，混凝土收缩与常年温差将在跨中产生较大的轴向拉力，在主跨内设置挂孔，不但释放这一主跨内的纵向约束，使其主跨不再承受轴向拉力，还可以充分利用预制结构进行施工，降低结构施工周期的同时，尽量避免了对桥向交通的干扰。因此，V性墩刚构桥经常在高速公路跨线桥的设计方案中备受青睐。图1即为位于浙江省宁波市段的杭州湾跨海大桥南岸接线上的V型墩跨线桥。本文即结合这一工程项目，研究分析V型墩刚构桥设计过程中所考虑的关键因素。

2工程概况

本项目V型墩跨线桥所处杭州湾跨海大桥南岸接线工程，工程设计桩号为k109+350和k114+240。结构特点基本一致，与高速公路的交角90°，桥面净宽4.5m，全宽5.5m。桥下净高大于5.0m，边跨L1=38.5m，中跨L0=55.0m。主跨和边跨采用3片预应力混凝土T梁，建筑高度2.25m。桥面1.5%的横坡由铺装形成。V型斜腿对应上部T梁采用3条钢筋混凝土肋板，横桥向宽0.56m与单片T梁马蹄底宽相同，外侧面纵桥向宽均为1.0m。桥梁结构如图1所示。

图1

边、中跨的上部横截面3片预应力混凝土T梁为预制拼装件。T梁顶板宽1.6m，中肋宽0.18m，底马蹄宽0.56m，两侧翼缘宽度0.8m；T梁之间的湿接缝宽0.3m。横隔板之间用临时支撑钢板焊接，顶部现浇混凝土，如图2所示。3条纵向V型斜腿与基础刚接。斜腿顶部T梁固结，形成有两个外侧悬臂的V型框架，此部分构件采用现场浇注，并与边、中跨内预制预应力T梁采用牛腿形式进行连接。

3设计关键因素

V型墩刚构桥梁基本结构及典型受力分布，其整体受力性能主要受两个因素的影响：主跨内牛腿设置位置以及V型墩交角。这两个因素显著影响着V型墩刚构桥整体的受力分布，合理选取这两个参数将有助于提升结构整体受力的合理及经济性能。以下便针对V型墩刚构桥牛腿设置位置以及V墩交角这两大设计关键因素逐一进行探讨分析。

图2　上部T梁横断面图

4结论

通过对沈吉高速公路典型滑坡的原因分析和具体处理方案的论述，可以得出以下主要结论：

(1)挖方边坡滑坡主要是由于边坡开挖改变了原有山体的自然平衡状态，使部分土体或岩体在重力作用下，沿一定的软弱面或层带下滑。

(2)水是边坡产生滑塌的主要诱因，水使边坡岩土体比重增加，下滑力增大，同时抗剪强度指标降低，结构面间的黏结力减弱，从而产生滑塌，因此尽快排出进入滑坡体的地表水和地下水，是滑坡治理的重点。

(3)在边坡具备放缓边坡的情况下，清坡卸载是处理边坡滑塌的一种重要并且行之有效的手段，具有工程量小、施工简便、造价低且长期稳定性好等优点。

(4)边坡治理过程中应遵循“强腰固脚”的基本原则，对稳定性差的土质边坡，可在坡脚设置挡墙支护，增加边坡的整体稳定性。

截至日前，沈吉高速公路通车运营已近3年时间，施工中滑塌的边坡在处理完成后，目前均处于稳定状态。因此，充分认识滑坡发生的机理，正确分析滑坡产生的原因，采取合理、适当的处治措施，是滑坡治理成功的关键。

参考文献：

[1]公路路基设计规范(JTGD30-2004) [S]．

[2]徐邦栋．滑坡分析与防治[M]． 北京:中国铁道出版社, 2001．

[3]王恭先，等．滑坡学与滑坡防治技术[M]．北京：中国铁道出版社，2004．

收稿日期：2015-02-03

中图分类号：U445

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2015)08-0155-01