北京地铁五号线曲线斜拉桥设计.doc

北京地铁五号线曲线斜拉桥设计.doc北京地铁五号线曲线斜拉桥设计
摘要:北京地铁五号线第十四、十五标段高架工程中,跨越清河采用了预应力混凝土曲线斜拉桥。施工控制计算采用3DBridge进行,并在空间程序上利用“无应力索长法”控制斜拉桥最终目标状态。介绍该桥的设计、计算、施工安装及主要技术特点。
关键词:斜拉桥;曲线桥;预应力混凝土结构;桥梁设计
1 概述
北京地铁五号线为2008年奥运会的配套工程,第十四、十五标段高架工程全长约5km,其中跨越清河的曲线斜拉桥为地铁五号线的标志性建筑,是世界上首座预应力混凝土轨道交通曲线斜拉桥,其桥式布置见图1。

清河斜拉桥位于北京地铁五号线高架工程第十四标段,立水桥至立水桥北区间,设计里程为K23+~K23+,桥长210m。桥面纵坡16‰,主梁位于平面曲线上,,。曲线要素:R=400m,Ls=,α=33°40′″,T=,E=。
清河斜拉桥13号墩位于清河南岸,14~16号墩位于清河北岸。跨度布置为(108+66+36)m, 主跨108m,边跨102m,内设一辅助墩以提高结构的整体刚度。主梁为单箱双室预应力混凝土结构,主塔为钻石形结构,斜索为空间的扇形密索体系,梁上索距7m。结构体系为塔、梁固结,边墩和辅助墩上设纵向滑动支座。主塔墩和边墩采用钻孔摩擦桩基础。
2 斜拉桥设计
主要技术标准
(1)设计活载:双线轻轨荷载。
(2)设计行车速度:80km/h。
(3)路面超高设置:20cm。
主塔设计
主塔为钻石形结构,塔顶高程+,塔根高程+,。,~,中、上塔柱外侧设计了1个装饰槽。为增加横向刚度,抵抗斜索径向水平分力,主塔上塔柱间设一箱形三角块,下部内收为实体构件。上、中塔柱截面顺桥向壁厚60cm,横桥向壁厚100cm,中间三角块壁厚80cm。下塔柱实体块根部横桥向长14m,。
主塔锚固区水平向布置直径32mm预应力粗钢筋。
由于斜拉索径向力的作用,曲线外侧塔柱为拉弯构件,曲线内侧塔柱为压弯构件。为解决外侧塔柱受拉问题,在曲线外侧塔柱布置竖向预应力。竖向预应力布置分为2部分,高程+~+-7
Ф5预应力钢绞线,高程+~+-7Ф5预应力钢绞线,见图2。

在塔、梁交接处下塔柱顶布置有8束12-7Ф5水平预应力钢绞线。
主梁设计
,,,为单箱双室预应力混凝土结构,,,,,为减小活载产生的主梁扭矩,线路中心线向主梁中心线内侧偏移20cm,见图3。
标准段主梁顶板厚25cm,底板厚30cm,斜腹板厚35cm,中腹板厚40cm,两侧斜索锚固悬臂端长100cm,高80cm,横梁为变宽截面,,然后渐变至端部70cm。
为克服边跨支座负反力,在36m辅助跨箱内