丹江口二桥设计要点
2010-06-10
（一）总体布置
丹江口二桥为预应力混凝土连续梁桥，桥跨布置为88.0m+150.0m+150.0m+88.0m，桥梁起点：K0+60.534，桥梁终点：K0+548.534，桥梁全长488.0m，桥面中心设计标高为181.446m。
大桥设R=13000.0的竖曲线，两侧双向纵坡为1%，全桥无平曲线。桥面总宽12.5m，设置双向横坡，为1.5%。
（二）上部结构
桥梁上部构造由四跨一联预应力混凝土变截面连续箱梁组成，箱梁采用单箱单室截面，箱梁顶板宽12.0m，底板宽7.0m，翼缘板悬臂长2.5m。箱梁支点处梁高为8.09m，跨中和边跨现浇段梁高为3.39m，其间梁底按R=501.526m圆曲线变化。箱梁顶板厚30cm，腹板厚55cm～75cm，底板厚32cm～115cm，底板上缘按R=608.169m圆曲线变化。边跨支点处腹板厚60cm，底板厚50cm。腹板上设有Φ10cm的通气孔，纵向间距为300cm。全桥共设5道横隔板，分别位于墩顶及梁端支点处，墩支点横隔板厚120cm，端支点横隔板厚70cm。为保证箱内干燥，在箱梁根部区段底板上设有排水孔。此外，在悬臂施工过程中，应设置相应数量的泄水管。墩顶0号块长15.0m，箱梁最大悬臂长73.5m。
箱梁采用三向预应力。纵向预应力束分为：顶板束、底板束和腹板束，采用平竖弯相结合的空间曲线，分别锚固在箱梁的顶板、腹板、底板、承托或齿块上。纵向预应力束采用了 和 ，公称直径15.24mm、标准强度1860Mpa、ASTMA416-90a标准的钢绞线，张拉控制应力为1395Mpa，采用YM型锚具和内径为85mm、80mm的波纹管成孔。
竖向预应力筋采用Φ32的冷拉Ⅳ级精轧螺纹粗钢筋，轧丝锚具，上端张拉锚在顶板顶面，控制张拉力543kN，竖向预应力筋顺桥向间距平均50cm，支点附近加密间距30cm。
横向预应力钢束有采用 ，公称直径15.24mm、标准强度1860Mpa、ASTMA416-90a标准的钢绞线。单端张拉，张拉控制应力为1395Mpa，采用YMB扁锚和内径为40mm×19mm的扁波纹管成孔。
（三）下部结构
由于墩身较高，主桥桥墩采用钢筋混凝土薄壁结构；主墩上承台厚2.0m，下承台厚3m。从本桥位的地质和水文来看，桥墩处水深较大，岩石坚硬，根据《丹江口二桥初步设计专家审查意见》，为了尽可能保证基础施工的可靠，施工难度最小，封底混凝土厚度较小，将三个主墩承台均设计为高桩承台：2号桥墩高27.446m，承台底标高为140.0m，桩基有52.0m长均为自由长度；在正常年景下，保证至少有6个月的周期进行下部构造的施工，施工保证水位定于148.0m（黄海高程），此承台施工时水头差在8m左右。由于此承台顶标高高出最低通航水位7.771m，对通航极不利，且影响美观，若实际施工时水位未达到148.0m，在保证基础施工可靠、封底混凝土厚度较小的前提下，应及时与设计方联系，考虑降低承台标高，以使结构达到最合理状态。考虑到桩基自由长度较长，桩基施工困难，为保证连续梁整体的稳定性，2号主墩基础采用9Φ2.0m钻孔灌注桩，桩长64.0m，嵌岩深度10.0m。根据《丹江口二桥初步设计专家审查意见》，本项目资金有限，1、3号主墩应尽可能在枯水期完成基础施工，故将1、3号主墩的承台底标高定为145.0m，桥墩高21.596m，，基础采用5Φ2.0m钻孔灌注桩，桩长分别为23.0m和32.5m。
（四）桥面系及附属结构
1、桥面系
桥面全宽12.5m，其中行车道9m，两侧人行道各1.5m，人行道栏杆各0.25m。桥面铺装采用10cm厚水泥混凝土找平层和7cm厚沥青砼，桥面设相对行车道抬高21cm的人行道，人行道横坡为1%。
2、 伸缩缝、支座
全桥共设两道伸缩缝，分别位于箱梁与桥台相接处，为SSFB320型伸缩缝。
主2号墩顶设置分别设置GPZ50000GD和GPZ50000SX支座各一个，其余各主墩均设置GPZ50000DX和GPZ50000SX支座，箱梁边跨与桥台相接处设置GPZ7000DX和GPZ7000SX支座。
（五）结构分析
桥梁的结构分析采用了铁道部大桥局设计院开发的钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构分析程序（PRBP），按结构的施工阶段（包括挂篮悬浇、支架现浇、边跨合拢、中跨合拢、二期恒载）及成桥状态下的活载等一系列工况，根据各自不同的结构体系和可能发生的各种荷载，对结构体系进行了不同的荷载组合，均能满足规范要求。并采用了同济大学开发的桥梁结构线性、非线性分析综合程序系统（BAP）进行验算。计算中，施工荷载挂篮的重量取0.5倍最大梁段重量，设计为65.3t，设计合拢温度为15℃，其余计算取值依据规范及设计值。
