一级建造:泰山大桥拓宽工程设计
泰山大桥始建于1964年,横跨奈河,地处泰安市东西主干道岱宗大街中段、南北主要行洪道奈河的中游,是一座集交通与景观于一体的标志性桥梁。由于原桥面太窄,已不能满足交通要求,必须进行拓宽改造;但工程施工不能中断正常的交通,且要在雨季到来前将主拱券施工完毕,以免受洪水的影响。这就要求设计方案必须科学、严谨,便捷施工。
工程概况:
原桥为3×20米空腹无铰石拱桥,全长82米,宽12米,其中车行道宽7米,两侧人行道各宽2.5米;设计荷载为汽-13、拖-60,人群荷载为0.4吨/平方米;以百年一遇的洪水流量为设计流量(188立方米)。主拱券为变截面悬链线拱,矢高5米,拱脚厚130厘米,拱顶厚80厘米。靠近拱脚处,每侧设两孔腹拱,腹拱券为等截面半圆拱,拱内半径100厘米,厚40厘米。拱券均由粗料石砌筑,拱上填料为片石砼,侧墙料石镶面;墩台均采用浆砌片石砌筑,料石镶面。拓宽后桥面宽25米,桥型及立面外观不变。
选择设计方案的原则是:适用(满足城市主干道对承载能力的要求)、美观(满足旅游景观的要求)、经济(投资少)、利于施工(施工方便快捷)。
原桥是依据当时的荷载标准,采用施氏理论进行设计的,偏于安全。拓宽设计按现行公路荷载标准汽-超20、挂-120进行了验算。
总体设计:
1.根据城市道路规划,在原桥北侧加宽,将桥面加宽至25米,其中车行道宽20米,两侧人行道各宽2.5米。
2.加宽部分与原桥间设置沉降缝。将加宽侧原人行道、基础襟边和桥墩圆头拆除,在此处留置上下贯通的沉降缝。
3.墩台、拱券为砼结构,外露面用细料石镶贴。
4.桥面高程不变,旧桥面拆除,统一浇筑30号混凝土面层;南侧人行道同时翻新。
墩台设计:
1.除加长外,墩台其它断面尺寸不变。
2.基础采用20%20号片石砼;墩台身为25号素砼,外镶细料石;拱座砼为30号。
3.根据现行荷载标准进行验算,完全能满足使用要求。
4.为满足美观和施工方便之需,每块细料石都给出了编号和尺寸。
主拱券设计:
1.主拱券断面由预制钢筋砼拱肋和现浇砼两部分组合而成,几何尺寸未变。
2.为便于预制、安装,每孔将拱肋分为左中右三段,横断面为倒“T”形,宽99厘米;拱肋砼为30号,其内部配筋由施工荷载控制;每片拱肋均设置预埋钢板,以便与相邻拱肋相连,形成整体。
3.拱券现浇砼部分以安装连接完成后的拱肋为底模,最后形成完整的拱券,共同承受上部荷载。施工要求1.加宽侧原桥需拆除部分由人工完成,以免对保留部分造成损伤;拆除基础襟边时,桥上禁止重车通行。
2.严格控制基础片石砼配比;浇注前,所用片石必须清洁和湿润;每层基础应一次连续浇注完成。
3.为确保墩、台身的整体性,应先|考|试大|砌筑镶面料石,再浇注砼,并逐层施工;但要避免全断面水平缝的出现。
4.拱座浇注时,根据图纸预留30厘米深的凹槽,位置要准确,以便安装拱肋。
5.在预制、运输、吊装过程中,注意拱肋的方向性;安装时,注意加载的对称性。
6.拱肋安装并整体化后,按照规范规定的加载程序进行现浇砼施工。
7.拱上建筑施工时,注意按图留置变形缝;缝子要通直,位置要准确。
8.原桥拱券上方石刻的“泰山大桥”四个大字,为郭沫若所题,现须拓下来重新雕刻,并安放在加宽部分相应的位置。
结语:
旧桥加宽,受交通、原桥结构等各种因素的制约,难度较大。在本工程施工(即上述设计方案的实施)中,证明了本方案最成功之处在于预制拱肋的采用,既缩短了工期,又节省了拱架和模板,且达到了雨季施工不影响行洪的目的。同时也证明了本方案的欠缺之处在于沉降缝位置的设置:基础襟边的拆除工作量大、难度大,且拆除后减小了原桥基底受力面积。将沉降缝设置在原桥基外边缘将更有利于施工,且能改善基底受力状况。
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