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京沈高速公路北运河大桥V型连续刚构设计方案
京沈高速公路北运河大桥V型连续刚构设计方案
一、概述
  北运河大桥位于京沈高速公路(北京段)K26+430处,跨越北运河。北运河发源于北京东北部军都山南麓,由东沙河、北沙河、南沙河子昌平县沙河镇汇合后始称温榆河,直至通州区北关闭,北关问以下称北运河,北运河流域面积2478平方千米。北关间下又有通惠河、凉水河、风港城河等汇合南下,于河北省屈家店汇入永定河,再经海河流入渤海。北运河属于海河水系,是公元605年隋朝时期开凿的京杭大运河的源头,它为当时的南北交通及经济繁荣做出过巨大的贡献,今天仍是北京东南方向的主要排灌河道。1962年、1973年水利部门对北运河进行过整治,1993年又按规划河道重筑左堤,两堤间距扩至1345m澳标准为10年一遍开槽,20年一遇筑堤,50年一通校校。根据规划及水利部门的要求,综合各方面因素,主桥采用三孔V型连续刚构,其跨径为420+780+420m,两端引桥分别为8mx25m和33mx25m预应力混凝土简支 T梁。桥梁斜交角度为75度,桥梁全长 1189.08m,其中主桥长 162m,引桥长1027.08m.
  北运河大桥主桥是京沈高速公路上的控制工程,工期限制性较大,施工工艺及方法复杂,其直接影响施工进度及施工质量。为了加快进度、提高功率,V型墩及主箱梁施工采用满堂红支架方法,分3个阶段现场浇筑形成,预应力钢束按规定阶段分批进行张拉。另一方面,北运河主河道在常水位时水面宽120m,水深5m,经与有关单位反复商定,后以填土压缩河道和临时墩相结合的方法,解决了主河道搭设模板支架问题,实践证明,该施工方法不但保证了河水畅通,同时又保证了工期和质量。临时墩为桩基横向焊接工宇梁,纵向铺设贝雷梁构成。北运河大桥是京沈高速公路上唯一的一座特大桥,主桥桥型选择及整体布局是成功的,设计上采用的双向预应力技术、大直径群桩基础、合理的施工阶段划分及施工工艺。局部的一些构造处理,保证了工期和质量,具有可取和独到之处。
  二、桥型选择
  根据规划及水利部门的意见,在满足水文计算的情况下,桥孔不小于1100m,主桥不小于200m,在众多方案的基础上,对主桥提出了三个桥型方案:
  方案1:三孔V型连续刚构,跨径布置为60+100+60m.
  方案2:三孔变截面连续梁,跨径布置为60+90+60m.
  方案3:中承式钢管混凝土拱桥,跨径布置为40+120 + 40m.
  各方案技术指标如表1所示。
  方案1:V型连续剧构是近年来新发展起来的结构型式,桥型新颖美观,V撑减小主跨跨径,断面尺寸减小,显得更加轻巧,结构整体性好,施工方便,造价较低。
  方案2:连续桥梁结构轻巧,受力合理,需大吨位支座,造价居中。
  方案3:中承式钢管混凝土拱桥,桥型美观,结构较复杂,对基础要求较高,施工难度较大,造价较高。
  经技术、经济综合比较并报主管部门批准,终采用V型连续剧构方案,经进一部与有关部门协商和优化,主孔跨径减为78m,相应边孔跨径减为42m.
  三、结构设计
  北运河大桥主桥经规划、水利、桥梁等方面专家论证,后选用了结构布局合理、造型优美、经济可行的V型连续刚构型式。
  l 设计标准:设计荷载汽车一起20级,挂车-120;
  地震裂度8度;
  洪水频率1/100;
  设计流量Q1%=2262立方米/秒
  设计流速 V槽=2.03m/s;V滩=034th/s;
  设计水位 Hs=20.23m.
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