李明

（山西省漳澤水庫(kù)管理局，山西 長(zhǎng)治 046021）

漳澤水庫(kù)跨泄洪洞交通橋改建方案設(shè)計(jì)

李明

（山西省漳澤水庫(kù)管理局，山西 長(zhǎng)治 046021）

隨著長(zhǎng)治市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，漳澤水庫(kù)泄水洞上部橋梁交通流量及汽車(chē)荷載不斷增大，使泄洪洞出口漸變段在橋梁過(guò)載過(guò)程中持續(xù)產(chǎn)生沉降，導(dǎo)致漸變段與泄洪洞連接處產(chǎn)生較大相對(duì)位移，為消除水庫(kù)安全隱患，擬在泄洪洞出口拆除原泄洪洞交通橋，新建一座可跨越泄洪洞及輸水管線的橋梁，通過(guò)方案比選，決定采用造價(jià)較低、施工方便的鋼筋混凝土實(shí)心板橋結(jié)構(gòu)方案。

泄洪洞；橋梁；漳澤水庫(kù)

1 工程概況

漳澤水庫(kù)始建于1960年，工程由大壩、泄水洞、溢洪道構(gòu)成，總庫(kù)容4.273億m3。大壩為東西向，壩基主要為全新晚期沖積砂層，下層為更新世坡積—沖積黑色亞黏土。

泄洪洞位于壩中部偏東側(cè)，為壩內(nèi)埋管式，半有壓洞，馬蹄形斷面，設(shè)計(jì)洪水流量90m3/s（明流），校核洪水流量110m3/s（直壓流），洞首為進(jìn)水塔，塔內(nèi)裝平板控制鋼閘門(mén)和檢修閘門(mén)。泄洪洞出口位于壩后壩腳線處，新壩腳線部分侵入漸變段內(nèi)，漸變段為U型槽結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)25m，內(nèi)側(cè)凈寬由3.2m漸變?yōu)?0m，下接消力池。在泄洪洞出口K0+092處左右各有一集水井分別向長(zhǎng)鋼與長(zhǎng)北供水，輸水管埋設(shè)在漸變段側(cè)壁后，Z112專用公路從上通過(guò)。在泄洪洞出口漸變段沿Z112專用公路上建有蓋板橋。Z112專用公路在大壩后沿壩腳修建，與壩頂公路平行。

由于長(zhǎng)治市及經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的郊區(qū)均位于水庫(kù)上游，在水庫(kù)上下游兩岸有較多村莊及工業(yè)廠礦，通過(guò)Z112專用公路上的重車(chē)較多，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，兩岸交通流量及汽車(chē)荷載不斷增大，泄洪洞出口漸變段在橋梁過(guò)載過(guò)程中持續(xù)產(chǎn)生沉降，導(dǎo)致漸變段與泄洪洞連接處產(chǎn)生較大相對(duì)位移，在洪水掏刷與空蝕作用下給泄洪洞帶來(lái)不安全因素。因此為消除安全隱患，加強(qiáng)水庫(kù)安全管理，擬在泄洪洞出口拆除原泄洪洞交通橋，新建一座可跨越泄洪洞及輸水管線的橋梁，并將上部荷載直接傳到地基而不再作用于漸變段和水管，使該處泄水洞漸變段只承擔(dān)泄水功能，而不再承擔(dān)公路需要。

2 總體布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合泄水洞布置和取水管線結(jié)構(gòu)布設(shè)的相關(guān)圖紙，進(jìn)行了橋梁跨徑總體布置，梁底控制高程按高出泄洪洞漸變段側(cè)墻頂0.1m考慮，泄洪洞出口漸變段底板平面以上填土深度約6m，本次設(shè)計(jì)考慮其側(cè)摩阻力為30 kPa，若采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底不應(yīng)落在該層回填土上。橋墩臺(tái)蓋梁高度約1m，這樣在樁基設(shè)計(jì)時(shí)樁頂將有5m長(zhǎng)回填土，考慮多年汽車(chē)碾壓因素，其橫向土抗力比例系數(shù)取5 000 kN/m4。

根據(jù)上述條件，設(shè)計(jì)選擇多種跨徑方案進(jìn)行布置與比較，東側(cè)往長(zhǎng)北的供水管線與泄洪洞軸線夾角約40°，西側(cè)往長(zhǎng)鋼供水管線與泄洪洞軸線基本平行，在泄洪洞出口漸變段側(cè)墻與兩側(cè)輸水管之間均保留3m間隙，可方便0.6m直徑靜壓樁施工，若不采用樁基進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，上部荷載較大，基礎(chǔ)承載能力較小，需擴(kuò)建基礎(chǔ)面積較大，寬度5m左右，結(jié)構(gòu)間隙寬度明顯不足，故需將基礎(chǔ)落在輸水管下進(jìn)行開(kāi)挖，將水管挖出重新填埋，由于干擾較多，施工難度較大，最終采用6m+16m+10m三不等跨簡(jiǎn)支梁板橋結(jié)構(gòu)及靜壓樁基礎(chǔ)布置。

2.1 方案設(shè)計(jì)

三不等跨分別為6m跨C30鋼筋混凝土實(shí)心板橋+16m跨C50預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板+10m跨C30鋼筋混凝土空心板橋。橋梁總跨徑32m，橋梁總寬10m，其中16m跨和10m跨主梁采用空心板，板高分別為0.8m和0.6m，標(biāo)準(zhǔn)板寬1m，兩側(cè)邊板翼緣各伸出0.5m，一跨橫向布置9片板；6m跨主梁采用鋼筋混凝土實(shí)心板，板高0.32m，標(biāo)準(zhǔn)板寬1.0m，兩側(cè)邊板翼緣各伸出0.5m，橫向布置9塊板。6m，10m，16m跨橋面板均采用《公路橋梁通用圖集》設(shè)計(jì)。橋面板結(jié)構(gòu)采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，梁板就位后，先澆筑鉸縫，再在板頂現(xiàn)澆10 cm厚C50混凝土后澆結(jié)合層，使橋面梁板形成整體結(jié)構(gòu)，最后在其上現(xiàn)澆一層10~16.4 cm厚C50防水混凝土鋪裝層，或用8 cm厚瀝青混凝土鋪裝。在橋面兩側(cè)安裝預(yù)制人行道板，人行道板外側(cè)安裝鋼欄桿。由于新橋面兩端較原路面抬高0.5m左右，且橋梁兩側(cè)引道原為下坡，故兩側(cè)彎道需抬高，長(zhǎng)度按不大于5%縱坡設(shè)計(jì)，初步計(jì)算需改造原路面兩側(cè)各25m。

下部結(jié)構(gòu)采用樁接蓋梁形式，橋臺(tái)及橋墩采用C30鋼筋混凝土蓋梁。由于橋梁會(huì)受汽車(chē)制動(dòng)力、溫度力等橫向作用力，故適合采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁。橫向按一排設(shè)4根靜壓管樁布置，樁中距按規(guī)范要求不小于樁徑的3倍，設(shè)計(jì)計(jì)算出單樁樁身最大彎矩212 kN·m，根據(jù)PHC樁配筋和力學(xué)性能表，按抗裂彎矩檢驗(yàn)值控制，適合選擇PHC-B600（130），預(yù)制靜壓樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)C80先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，直徑600mm，壁厚30mm，樁頭采用開(kāi)口型鋼樁尖，單節(jié)管樁長(zhǎng)小于15m。由于橋址處沒(méi)有詳細(xì)地質(zhì)資料，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參考泄水洞附近壩址的資料進(jìn)行估算可能會(huì)有較大誤差，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)打入情況進(jìn)行樁基承載能力復(fù)核。泄水洞外側(cè)、輸水管上回填土約6.0m厚，考慮其沉樁時(shí)側(cè)摩阻力不大于30 kPa，從東到西橋墩臺(tái)編號(hào)為0～3，設(shè)計(jì)各排單樁樁頂最大設(shè)計(jì)荷載及打入深度計(jì)算值見(jiàn)表1。

表1 橋跨各排單樁樁頂最大設(shè)計(jì)荷載及打入深度

2.2 樁基施工

樁基施工采用靜壓沉樁，預(yù)制管樁可采用鋼管樁，但價(jià)格比較昂貴。設(shè)計(jì)采用C80高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，單節(jié)樁長(zhǎng)不大于15m，其重量輕，便于運(yùn)輸。存儲(chǔ)吊裝就位，管樁上下節(jié)樁拼接成整樁時(shí)，可采用端板焊接連接或采用機(jī)械快速接頭，接長(zhǎng)較為方便；樁底配開(kāi)口型樁尖，受壓面積小，便于進(jìn)行靜壓施工，造價(jià)相對(duì)較低。缺點(diǎn)是需從專業(yè)生產(chǎn)廠家購(gòu)買(mǎi)管樁，同時(shí)還需配套的靜壓樁設(shè)備，對(duì)施工單位技術(shù)條件要求較高。16m空心板采用工廠預(yù)制G場(chǎng)吊裝，吊裝重量17.2 t。10m空心板采用工廠預(yù)制G場(chǎng)吊裝，吊裝重量11 t。6m實(shí)心板采用工廠預(yù)制G場(chǎng)吊裝，吊裝重量5.6 t。

3 結(jié)語(yǔ)

漳澤水庫(kù)跨泄洪洞交通橋改建實(shí)施方案造價(jià)較低且施工方便，通過(guò)該橋的建設(shè)，不僅可以加強(qiáng)水庫(kù)安全管理，而且可以適應(yīng)對(duì)外交通的需要，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

TV135.2

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1004-7042（2016）03-0044-02

李明（1986-），男，2010年畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2016-01-13；

2016-02-17