大桥分左右半桥在旧阔口大桥两侧,根据规划道路用地调整与旧桥间隔,但最小间距不得小于2米。新桥与旧桥走向平行,新桥桥梁总长113.72米。
根据地质状况,旧桥状况,工程审定方案及建设单位意见,桥跨布为一孔净跨99米的钢管砼系杆拱桥面连续,全桥仅在两端桥台各设一道伸缩缝。
主跨为净跨径99米的钢管下承式系杆拱,净矢跨比1/5,净矢高19.8米。拱肋采用双肢mm钢管加中部间距500mm的钢板一对构成哑铃型钢管,管壁钢板14mm厚,内填C14砼,拱脚处拱肋下部加劲为矩形断面。肋间设四道钢管横系梁。每肋拱脚间用钢绞线作为预应力系杆,以承担恒载作用下的拱脚水平推力。每肋下的系杆为4根,每根为37束的钢绞线,系杆锚具为OVMXG15-37。吊杆为110高强低松弛钢丝。吊杆横梁为钢筋砼工字梁。吊杆间距6m。桥面板为钢筋砼板式预制结构,湿接缝连接。桥面铺装为10cm厚的C30防水钢筋砼。为加强桥面系的整体性,在系杆处设加劲纵梁。
桥台构造从受力特点上可以分为主要承受桥跨荷载与主要承受台填土荷载的两大部分。承受桥跨荷载的下部构造又桥台立柱、承台及钻孔灌注桩组成;承受台后填土及路面荷载由桥台前墙、侧墙、桥台基础组成。
根据福州大学土木建筑设计研究院提供的莆田市阔口大桥工程施工图设计文件,同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室,按如下内容对该桥进行了结构静力分析监控:
从施工至成桥过程模拟的结构状态;
使用期汽车、挂车及人群荷载作用下的结构状态;
其它荷载作用下的结构状态;
拱的受力分析;
横梁受力状态;
桥面板受力状态;
桥梁下部结构状态。
结构静力分析监控结果报告如下。
1.结论与建议概要
在施工阶段,99m跨结构拱肋和钢系梁的应力均满足规范要求;85m跨拱肋应力满足规范要求,混凝土系梁拉应力超过规定值7.5%。
在使用阶段,190m跨钢系梁的应力满足规范要求,因预应力较大钢系梁材料强度未充分利用,故可适当降低预应力度。85m跨系梁应力满足预应力混凝土B类构件的受力要求,但应力变化幅度较大。建议增加85m跨系梁预应力度,使其预应力度不低于预应力混凝土A类构件的要求。
各跨拱肋极限承载能力满足要求。190m跨上拱肋应力偏高,需适当调整;85m跨拱肋应力基本满足规范要求。
各跨吊杆应力满足规范要求。但施工图中吊杆设计初始拉力取值不能满足结构受力要求。
190m跨各钢横梁应力满足规范要求;墩上立柱横梁满足预应力混凝土B类构件要求;端横梁满足预应力混凝土A类构件要求。建议各预应力混凝土横梁的预应力度以A类构件要求为限。
85m跨拱上立柱横梁在恒载作用下出现拉应力,建议适当调整预应力线形;下层吊杆横梁满足部分预应力混凝土B类构件的要求;墩上立柱横梁和端横梁满足预应力混凝土A类构件要求。建议各预应力混凝土横梁的预应力度以A类构件要求为限。
各种桥面板强度及裂缝宽度均满足规范要求。
考虑桩身强度要求,施工时应先施工小跨至拱肋混凝土浇注完成,然后再吊装大跨拱肋。