摘要：平东大道互通立交为省道S366线（珠海大道）金湾互通立交至高栏港段改建工程中跨越平东大道的跨线桥，上部结构主桥为变截面现浇预应力混凝土鱼腹式连续箱梁，桥型结构美观，整体性好。本文主要介绍主桥鱼腹式箱梁结构构造、计算及配预应力钢束等特点。
关键词：互通立交；结构设计；鱼腹式箱梁
1、概述
平东大道互通立交为省道S366线（珠海大道）金湾互通立交至高栏港段改建工程中跨越平东大道的跨线桥。
珠海大道是珠海市连接珠海东西城区的重要干道，车流量大，交通繁忙。平东大道互通立交位于珠海市斗门区，为珠海大道上跨平东大道而设置的互通立交桥梁，属于城市跨线桥，它的建设既要满足公路交通功能的需要，又要满足城市美化的需要；因此，在方案设计时，既要考虑必要的功能，更要考虑与环境的协调和美观。
根据项目所处的地理位置，以及桥下净空的要求，定出桥梁方案；最终确定桥梁主桥上部结构采用变截面现浇预应力混凝土鱼腹式连续箱梁，上部结构纵向跨度为30+40+30m。
2、技术标准
1）、设计荷载：公路-I级。
2）、桥梁设计基准期：100年；
3）、桥面宽度：2ⅹ17.25m；
4）、设计速度：80Km/h；
5）、桥面横坡：1.5%；
6）、桥面纵坡：纵坡采用2.0%与-2.0%；
7）、平曲线要素：本桥位于半径为4100m的右偏平曲线上；
8）、竖曲线要素：凸形竖曲线半径为20000m；
9）、地震烈度：抗震设防基本烈度为7度，地震动峰值加速度为0.10g。
3、主桥上部结构尺寸设计
3.1桥跨结构拟定
上部结构孔径为30+40+30m的变截面现浇预应力混凝土鱼腹式连续箱梁，桥梁结构计算图式如图1所示。图中，2946cm为该联边孔计算跨径，54cm为连续梁梁端至边支座中心线之距离。桥梁设计计算必须综合考虑结构构造设置等因素，否则计算的内力及效应与实际差异较大。
图1 桥梁计算图示（cm）
此连续梁桥边跨与中跨之比为0.75：1，由于全桥为双向八车道，全桥宽度较大，上部结构横桥向采用2个独立平行的主梁结构，即左右半幅完全分离，中间设1.0m的分隔带。
3.2 鱼腹式箱梁尺寸
选用鱼腹式箱型截面出于以下几点考虑：首先，箱型截面整体性好，结构刚度大；其次，鱼腹式箱型截面抗扭能力强，同时箱型截面能提供较大的顶板翼缘悬臂，底板宽度相应变窄，可大幅度减少下部结构工程数量；最后，鱼腹式断面总体上给人流畅、柔和、动感之美，符合城市景观的需要。
上部结构采用变截面截面预应力连续箱梁，结构断面形式为单箱四室鱼腹式箱型截面，横断面布置如图2、图3所示。梁高2.2~1.7m，结构悬臂长4.425m，悬臂端厚度为20cm，在斜腹板处设有r=550cm和r=235cm的倒角；箱梁采用顶底板平行设置，横坡通过桥面三角铺装层形成，顶面宽17.25m，桥面横坡1.5%。箱梁边跨设有1.5m宽端横梁，直线段12.46m，梁高空腔变化段长16.5m；中跨两侧梁高空腔变化段长16.5m，跨中直线段长5.0m；中横梁梁高2.2m，梁长17.25m，宽2.0m，端横梁高1.7m，梁长17.25m，宽1.5m。桥梁横向设有双支座，支座中心间距4.5m。在梁底支撑处设有防震挡块，边支撑处防震挡块长1.3m，中支撑处防震挡块长1.5m，宽均为1.0m。
图2 跨中支点处横断面（cm）
图3 端横梁处横断面（cm）
4、箱梁内力计算
本桥采用满堂支架现浇施工，分批张拉钢束施工方法。采用体系转换及其他因素引起的结构次应力对该桥主梁内力进行计算；内力计算利用利用同济大学开发的桥梁博士桥梁结构分析系统，采用有限元法中的平面杆系单元进行分析计算，并用西南交大开发的BSAS桥梁结构分析系统计算并与之校对。
4.1设计参数
（1）恒载
一期及二期恒载：连续梁体自重、桥面铺装、防撞栏等，水泥砼容重取26KN/m3。纵向恒载总重13800kN。
（2）设计荷载
汽车荷载：公路-I级。
每车道纵向915kN，共4车道，桥博自动按车辆轮距分布在横梁上。
（3）温度：体系升温温差35℃，体系降温温差20℃，日照正温差采用（T1=14℃，T2=5.5℃，T3=0℃），日照反温差为正温差乘以-0.5。
（4）预应力钢束
预应力钢绞线采用270K级低松弛钢绞线Фs 15.24mm，标准强度1860MPa，弹性模量1.95×105 Mpa，采用张拉控制应力1395Mpa，锚具采用预埋波纹管，钢束每侧回缩和锚具变形为6mm，钢束均采用两侧张拉。
波纹管采用预埋铁皮管，管道摩阻系数u=0.20，管道偏差系数k=0.0015。
（5）构件采用A类后张法预制构件进行设计，野外相对湿度80%，环境类别为I类，一般性养护，张拉预应力钢束时要求混凝土强度大于0.9fck，同时构件龄期不小于7d。
（6）设计安全等级：一级，安全系数1.1。
4.2预应力体系及钢束布置
根据箱梁内力计算结果，结构在腹板位置设置张拉纵桥向预应力，在中、端横梁设置张拉横向预应力。
（1）纵向预应力每个腹板设置了6束15Φj15.24，采用BM15-5扁锚锚固体系。所有钢束均为两端张拉。固定端为压花锚，沿桥纵向张拉端与固定端交错布置。纵向钢束布置如图4、图5、图6所示。
图4 1/2钢束立面布置图
图5 A-A截面钢束布置图
图6 D-D截面钢束布置图
（2）箱梁中、端横梁设置了横向预应力，中横梁横向预应力采用8束15Φj15.2+4束10Φj15.2，端横梁横向预应力采用3束18Φj15.2+3束10Φj15.2。横向预应力均采用两端张拉，横向预应力钢筋间距为45厘米。横向预应力钢束布置如图7、图8、图9所示。
图7 中横梁预应力钢束布置
图8 端横梁预应力钢束布置
图9 横向预应力截面钢束布置图
5、结束语
鱼腹式箱梁不仅外形美观，且具有较大的抗弯和抗扭能力，通过计算分析可以看出，箱梁结构是安全可靠的。本次设计时对箱梁结构的断面形式进行了优化设计，增加腹板厚度，从而只设置通长的纵向腹板钢束，不需设置底板钢束和负弯矩区短束，方便了施工；适当加大箱梁断面的承托，可减小横截面的畸变变形和畸变应力。而预应力变截面连续梁桥截面变化规律基本符合内力变化规律，造价比较经济；预应力连续梁布置的边跨常用不等跨布置；边截面布置外形和谐，造型美观。所以预应力混凝土连续梁是目前采用较多的桥型。
论文作者:朱景胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
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