摘要：新沂必康小镇供水项目，给排水专业在进行设计时，根据业主要求，有三处跨河管道需要过河。跨神井河、跨新墨河、跨臧圩河三处河道宽度分别为，31m、81m、48m。河水湍急，地勘施工困难，以及业主造价要求，最终定为钢结构桁架一跨过河，给水管道从桁架下弦杆上穿过。上部结构采用钢结构桁架，下部结构采用钢筋混凝土基础。根据地勘报告以及上部核算结果，采用双柱钢筋混凝土扩大基础。现按此已经施工完毕，给水管道已经通水一年。
关键词：一跨过河桁架、跨径31m、81m、48m
1工程概况
必康小镇（在建）位于马陵山西路与古镇大道交汇处，占地约480亩，其周边暂无市政给水管网。以下三张图分别为跨神井河、跨新墨河、跨臧圩河三处做钢结构桁架地理位置图。通过图示可以看出，三处过河给水管道，都沿桥而设，经与给水专业设计人员沟通，为避免桁架基础与桥梁接触打架，设置一定的距离。跨神井河、跨新墨河、跨臧圩河三处桁架分别设置为距离桥板距离为7m、6m、7m。
图1 跨神井河桁架
图2 跨新墨河桁架
图3 跨臧圩河桁架
2选择计算软件以及荷载考虑
计算软件选择同济大学3d3s软件，3d3s界面简单并且功能强大，有直观、便捷、实用的空间建模系统。能够直接建出桁架，各种荷载直接作用到相应位置。
考虑到简支结构，跨中弯矩最大，采取变截面结构形式，从支座截面往中心截面起坡，降低结构标高。三种跨度均为简支结构，结构高度不同。31m跨度中心截面高度为2.5m，48m跨度中心截面高度为4m，81m跨度中心截面高度为6.87m。基本截面高度取用原则为，跨度的1/12，相对保守。31m跨度桁架上下弦杆采用直径180，壁厚10的Q235B钢管；48m跨度桁架上下弦杆采用直径219，壁厚10的Q235B钢管；81m跨度桁架上下弦杆采用直径219，壁厚16的Q235B钢管。 不同跨径选择不同的截面钢管，满足各跨径的应力比。
荷载考虑方面：因为中间穿过供水管，供水管直径为1020mm壁厚14mm，根据给排水专业提供的管道重量换算出荷载，计算荷载时考虑满载水的情况，同时水的重量x1.5倍，考虑管道水流动时引起的动力荷载。同时，考虑到桁架就在桥边位置，怕后期有在桁架上做广告牌之类。因此在模型中把广告牌荷载加上，同时考虑风荷载时，体型系数按照有广告牌来考虑。增加荷载富裕量。
3桁架计算结果以及下部结构方案确定
以下表格为跨径最大81m桁架计算结果，合力最大为Nz=479.7kN,Mz=1.7 kN.m。
采用PKPM软件进行桁架下部结构计算，根据上部结构计算结果并考虑下部结构富裕，考虑竖向荷载为550kN，水平荷载为350kN，荷载作用在柱顶部。柱截面尺寸选择为750x750，保证能够预埋钢板支座。桁架两侧分别为两种支座形式，一端固结，一端单向水平滑动支座。
根据地勘报告，本工程以②层粘土为持力层，无下卧软弱层，基底承载力容许值不低于130kPa；设计双柱扩大基础，81m跨径桁架基础采用3.6mx4.9m的截面形式，基础高度为600mm，满足计算要求。
4施工过程中碰到的问题以及解决办法
4.1施工过程中，沿河同种位置有各种管线，很多管线无图纸，经过施工单位排查，最终确定桁架基础位置。同时因为测量单位出现标高错误，引起桁架底标高的修改，因业主无法提供桥梁设计水位，先根据已建板梁桥板底的标高进行推算出桁架最低点标高，为避免桁架在洪水期受到损害，
因此采用最低点比板梁高的方案来确定桁架标高。
4.2 由于桁架高度过高，无法从钢结构制造厂运出，最后是拆除钢结构制造厂大门才得以运出。
4.3 在框架柱施工时，由于预埋钢筋与框架柱顶钢筋打架，采取一系列解决钢筋锚固长度的措施。所以有必要借鉴此次设计经验，在以后的设计中，不能只根据计算结果来确定框架支座截面，要考虑到施工的可行性。应增大框架柱的截面尺寸，确保施工过程中不会出现钢筋打架情况。
5总结
通过本次参与给排水供水管道设计及参与后期施工服务，了解到市政管线的特殊性，对于选址之前，一定要进行排查，查出有没有与其他管线打架情况。同时，根据本次设计及施工完毕的验证，意识的采用钢结构桁架来帮助给水管道过河的可行性，解决了给水管道下穿河底施工困难，后期维护难以及造价高，影响后期河底清淤等一系列问题，为以后的设计提供了一种新的方法，不用总是采取埋河底过河的方式。设计的学习是一个终身过程，只有在不断的实践中才能学习到更多的知识，掌握更多的经验。
论文作者:姜蔚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签：桁架论文; 荷载论文; 截面论文; 跨度论文; 标高论文; 管道论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第22期论文;