万龙山大桥位于省道314线樟排线K185+070处,为跨越“V”形沟谷而设置。桥梁全长332米。平面位于直线内,纵面位于2.4%直坡段内。桥轴线走向近东西向,与所跨沟谷呈约90°交角。
本桥上部结构采用预应力混凝土变截面连续刚构,跨径组成为85+150+85米;桥墩墩身采用双肢薄壁墩,桥台采用柱式桥台,基础均采用钻孔灌注桩。桥面至谷底高差约95米。
总体构造设计
本桥为85米+150米+85米=320米预应力混凝土连续刚构,桥墩墩身采用双肢薄壁墩,桥台采用柱式桥台,基桩均采用钻孔灌注桩。
上部结构:
桥梁上部箱梁采用单箱单室直腹板断面,顶板宽度为12米,箱梁根部梁高9.0米,跨中及边跨合拢段梁高为3.5米,箱梁底板下缘按1.8次抛物线变化。0号块箱梁底板厚度为120厘米,各梁段底板厚从悬臂根部至悬浇段结束处由120~32厘米,其间按1.8次抛物线变化,跨中合拢段及边跨现浇段为32厘米;箱梁顶板厚度0号块为45厘米,其余为30厘米;箱梁腹板厚度0号块为100厘米,1~9号块为80厘米,10~11号块为80~55厘米,其余梁段为55厘米。主梁悬臂长度为2.75米,翼缘外侧厚0.20米,根部为70厘米,采用折线变化,距根部150厘米处悬臂厚40厘米,翼缘厚度在端横梁设置伸缩缝处统一加厚至70厘米。边跨现浇段处设置宽度为两米的端横梁。箱梁横桥向底板保持水平,顶板横坡由腹板高度的变化形成。
下部构造:
桥墩采用钢筋混凝土双肢薄壁实心墩,与主梁固结,桥墩单肢顺桥向尺寸为2.0米,横桥向尺寸为6.5米;承台采用矩形,横桥向长11.2米,顺桥向宽10.2米,厚4.0米,基础采用8Φ200厘米三排钻孔灌注桩,梅花状布置。
桥台采用桩基接台帽形式,每个桥台设置两根Φ200厘米钻孔灌注桩。
预应力体系
主梁采用三向预应力体系:纵向预应力分为顶板束、腹板束、底板束、合拢束四种,采用19Φs15.2毫米、17Φs15.2毫米的高强度低松弛预应力钢绞线,其抗拉强度标准值fpk=1860MPa,钢束张拉控制应力为1395Mpa,其张拉控制力分别为:371.1吨、332.0吨。横桥向、竖向预应力均采用3Φs15.2毫米的高强低松弛预应力钢绞线,标准强度1860MPa,张拉控制应力为1395Mpa;为提高扁束施工质量,要求采用整体张拉工艺,其张拉控制力为:58.6吨。
结构计算分析
(1)该桥上部结构静力分析采用Midas进行计算。包括成桥状态下恒载、车道荷载、预应力、混凝土收缩徐变(按3600天计)、支座强迫位移(墩台均按1.0厘米计)、均匀温度作用(升、降温分别按+30℃、-25℃计)、竖向梯度温度(根据JTG D62-2004中4.3.10条规定,按T14/5.5℃取值)等荷载作用在内的计算。按有关规范规定对各种作用进行不同的组合,对结构的持久状况承载能力极限状态、持久状况正常使用极限状态、持久状况和短暂状况构件的应力等分别进行计算。
(2)该桥上部结构施工阶段计算。按照梁段划分、施工顺序及工艺,对每一梁段均考虑挂篮移动就位、浇筑混凝土、张拉预应力等三个施工过程。结合工程施工实际情况,分别对各梁段施工过程中的内力、应力、挠度进行了计算和验算。设计中本桥按先边跨合拢,后中跨合拢的顺序考虑,主梁临时锁定及合龙温度按10~15℃控制。