响水涧抽水蓄能电站下水库工程临时交通桥设计

响水涧抽水蓄能电站下水库工程临时交通桥设计

郑振,顾俊嗣,韩会林,周升舟

郑振；顾俊嗣；韩会林；周升舟（中国武警水电第二总队第五支队，常州213000）

摘要：响水涧抽水蓄能电站下水库跨泊口河交通桥属临时交通工程。整座桥坐落于Q3软质土基上，基础采用混凝土刚性基础，结构为重力式桥墩结合箱型钢梁。该桥结构简单，施工难度小，施工周期短，整桥的稳定性满足下水库高强度、大方量的土方运输要求。

关键词：软质土基；刚性基础；重力式；箱型钢梁

中图分类号：TV52文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）11-0082-01

0引言

安徽响水涧抽水蓄能电站下水库位于安徽省芜湖市三山区峨桥镇境内，浮山东面的湖荡洼地，由开挖围堤而成。工程前期主要以土石方明挖为主，跨泊口河交临时通桥是连接左岸库盆开挖区和右岸弃土造田区的重要临时建筑物，是土石方运输的主要交通要道，也是主体工程施工交通要道的瓶颈，总承载运输量达1000万m3土石方，高峰车流量达2500车/日，使用期四年。临时交通桥位于下水库下游围堰东端，该部位地层主要为第四系全新统河湖相沉积物（Q4）和上更新统河流相冲积物（Q3），Q3、Q4土层厚度达50m。由于软土土质软弱，其抗剪强度不足，加上台后填土性能不佳，排水不良等因素，可能导致桥台移位，从而破坏整个桥梁结构。Q3地层主要为粉质粘土夹壤土，压缩模量值为10MPa，属中等压缩性土，强度较高，承载力特征值为290～320kPa。Q4地层主要为淤泥质粘土夹泥炭层，压缩模量值较低，为2.3～3.7MPa，属高压缩性土，强度较低，承载力特征值为45～60kPa。泊口河河面宽约30m，总集水面积达28.71km2，多年平均流量为0.275m3/s。由于泊口河水位常受漳河水位顶托，每年五月至十月为防止漳河水倒灌，泊口河河口的泊口闸关闸。内涝采用排涝站抽排，起排水位为7.5m。

1设计施工难点

①临时交通桥以Q3土层为基础，易产生不均匀沉降，对桥梁结构要求较高；②临时交通桥设计为双车道，过车强度高，载重量大，对桥体稳定性要求高；③泊口河汇水面积大，河道狭窄，水位短时间内涨落，对临时桥过流能力要求高；④施工部位Q4土层较厚，且极易产生边坡塌方事故，对基础开挖施工带来很大困难。

2桥体结构布置

根据施工运输车辆、装载机等重型机械以及各种小车通行要求及泊口河过流影响，临时交通桥采用混凝土双跨连续板桥结构，桥面宽7m，设计同时承载两辆重车及两辆空车。由于该桥属临时性工程，且工期仅为一个半月，因此桥面板采用钢质箱型梁结构，既简化了施工工艺同时也缩短了混凝土梁板的预制时间。每跨由四榀钢梁组成，单根梁长18m，截面1.5*1.3m（宽*高）。钢梁上铺设枕木，枕木断面为（16cm～20cm）*20cm，长为2m～4m。钢梁与钢梁之间每隔3m采用I14工字钢连接。桥墩、台为现浇素混凝土。为消除河道水流对交通桥两岸冲刷所带来的不利影响，确保桥体的安全稳定，两侧桥台及桥墩均采用了重力式结构，而非传统的框架式结构和柱式结构。根据建桥部位的地质条件，桥墩台基础土层较厚，很难坐落于硬质基岩上，且两岸均为湖荡洼地，大型桩基设备无法进入现场，因此桥墩台基础采用混凝土刚性扩大基础，并埋入Q3土层1.5m以上。基础为10m*10m，厚1m的钢筋混凝土结构。钢筋采用Φ25螺纹钢。

3桥体结构设计

3.1地基承载力计算桥梁静荷载：考虑桥面石渣、枕木及桥面其它设施100t；单跨钢梁12t*8；桥台自重:1103.5t，中墩自重:434t；桥台回填土压力1016t，桥墩回填土压力210t（土容重τ取19KN/m3）。桥梁动荷载主要为重车行驶和刹车时产生的垂直方向的分力，可忽略不计。桥台部位单位面积承载力=载重/基础面积=(1103.5+48+25+1016)/(10*10)=21.92t/m2。中墩部位单位面积承载力=载重/基础面积=(434+48+25+210)/(3.46*10.5)=19.74t/m2。左、右桥台及中墩基础单位承载力均小于Q3土允许承载力29t/m2，因此满足承载力要求。

3.2桥台稳定计算

3.2.1抗倾覆稳定计算根据桥台结构，O点处为倾覆危险截面，桥台抗倾覆计算以O点为弯矩计算点。G为桥台自重，P为恒荷载，E为作用于桥台土压力，E1、E2为作用于基础的土压力，R为基础自重。

Mq=MEX=114×6.6=752.4tm

MK=MP+MG+Mey=850×1.66+（48+25）×0.2+350×3.2=2545.6tm

Kq=MK/Mq=3.38＞1.5；满足抗倾覆条件。

3.2.2抗滑移稳定计算桥台基础为粉质粘土，摩擦系数f取0.25。

∑P=E1+E2+EY+R+p+G=2333t

∑T=f*∑P=583.25t

Kh=583.25/114=5.1＞1.3；满足抗滑移条件。

4过流能力分析

设计桥跨底高程为8.3m，泊口河河床平均底高程为6m，临时桥净宽度为25m，临时桥最大过流面积达57.5m2，按流速1.0m/s计算，最大过流能力达57.5m3/s。泊口河水文资料显示泊口河历史最大流量为17m3/s，因此过流能力满足要求。

5结语

经优化设计后的响水涧下库临时交通桥，桥体结构型式简洁,在满足工程安全稳定的同时，既节省了工程投资，又简化了施工工艺。采用刚性基础结合重力式桥台结构有利于在软基上的稳定性，利用箱型钢梁节省了混凝土现浇梁施工周期，工程结束后可拆除重复利用，大大提高的临时桥的经济效益。这些创新技术对水利工程中的桥梁建设特别是临时性桥梁建设将起到积极的借鉴和推动作用。

参考文献：

[1]《公路桥涵设计手册》编写组.墩台和基础[M]；人民交通出版社；1978.

[2]肖世国.土质边坡重力式挡墙主动土压力的近似解析解[J]；路基工程,2009,(1).

[3]彭大文、陈朝慰.整体式桥台桥梁的桥台结点受力性能研究[J].中国公路学报,2005,(1).