大跨度門(mén)架墩設(shè)計(jì)探討(I)

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1、2009年8月第8期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)49大跨度門(mén)架墩設(shè)計(jì)探討陳明清(上海市政工程設(shè)計(jì)研究院總院，上海市200092)摘要：該文對(duì)大跨度門(mén)架墩蓋梁與立柱不同的連接方式對(duì)立柱內(nèi)力的影響進(jìn)行了計(jì)算分析，提出了不同的適用條件下蓋梁與立柱合理的連接方式，可供類似工程參考。關(guān)鍵詞：大跨度門(mén)架墩；蓋梁；立柱；連接方式中圖分類號(hào)：U443．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—7716(2009)08—0049—030前言當(dāng)兩條線路交角小，其中一條線路須跨越另一條線路時(shí)，如軌道交通、磁懸浮跨越城市道路(或公路、鐵路)，城市道路跨越城市道路、鐵路等，在不中斷

2、交通的情況下，要滿足限界及施工安全距離，上跨橋梁跨度一般很大，且橋梁上部結(jié)構(gòu)須選擇跨越能力大的鋼結(jié)構(gòu)，從而引起工程造價(jià)高、后期維護(hù)工作量大。另外一種解決圖1FEW、FWN匝道分流121跨越WS匝道布置圖方法就是選擇門(mén)架墩跨越，上部結(jié)構(gòu)選擇預(yù)制2大跨度門(mén)架墩設(shè)計(jì)小箱梁或空心板梁混凝土結(jié)構(gòu)，一般采用吊機(jī)或架橋機(jī)架梁，架梁時(shí)間短，對(duì)既有運(yùn)營(yíng)線路影2．1大跨度門(mén)架墩設(shè)計(jì)方案響小。門(mén)架墩柱間距(10m左右)較小時(shí)，蓋梁與立門(mén)架墩按照蓋梁與立柱的連接方式，可分柱一般采用全固接的混凝土結(jié)構(gòu)。為全固接，一端固接、一端鉸接。蓋梁可采用門(mén)架墩柱間距(20m左右)很

3、大時(shí)，稱為大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土蓋度門(mén)架墩，根據(jù)蓋梁材料和蓋梁與立柱的連接方梁搭設(shè)支架現(xiàn)澆，對(duì)交通的影響較大，鋼箱蓋式，有以下幾種設(shè)計(jì)方案。梁可先在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，對(duì)交通的影響(1)方案1：先鉸接后固接的鋼一混凝土混合較小。門(mén)架墩為了減少對(duì)下穿道路正常交通的干擾，大跨1工程概況度門(mén)架墩常采用鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)，即蓋梁為張江立交是內(nèi)環(huán)線浦東段快速化改建工程的鋼結(jié)構(gòu)，立柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。如上海市磁懸浮一部分，本工程在既有全互通立交基礎(chǔ)上共增設(shè)列車示范運(yùn)營(yíng)線跨越羅山路(見(jiàn)圖2)、上海軌道8條匝道。受地下管線和現(xiàn)有立交主線、匝

4、道影3號(hào)線跨越滬寧鐵路(見(jiàn)圖3)、津?yàn)I輕軌跨越疏響，F(xiàn)WE匝道和FWN匝道分流口布設(shè)在既有的港公路¨l等。WS匝道上，見(jiàn)圖1；FWE匝道分流口小里程側(cè)上部結(jié)構(gòu)為一聯(lián)22m+24m+22m變寬度鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，F(xiàn)WE匝道分流口大里程側(cè)和FWN匝道上部結(jié)構(gòu)分別為跨徑27m、20．62m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁，因此，分流口處PFWE10號(hào)橋墩設(shè)計(jì)為門(mén)架墩。設(shè)計(jì)荷載：城一A級(jí)，施工階段溫度l5℃，體系溫度變化：±25oC。收稿日期：2009—05—25作者簡(jiǎn)介：陳明清(1969一)，男，湖北咸寧人，工程師，從事橋梁工程設(shè)計(jì)工作。圖2上海市磁懸浮列車

5、示范運(yùn)營(yíng)線跨越羅山路50橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2009年8月第8期^蹦^m蹦噬^衄]旦圓flIl目I4212。。18588：一_垃柱B立拄．∈C鼬1f){f。J1{～]II圖4PFWE10門(mén)架墩橫斷面布置圖(單位：mm)圖3上海軌道3號(hào)線跨越滬寧鐵路該方案混凝土立柱施工完成后，將工廠預(yù)制的鋼箱蓋梁吊裝置于柱頂，此時(shí)蓋梁與墩柱鉸接，待上部結(jié)構(gòu)梁跨架設(shè)完成、二期恒載施工完成后，使鋼箱蓋梁與墩柱固接，則在恒載作用下，鉸接的蓋梁無(wú)疑大大減小了柱頂、柱底節(jié)點(diǎn)處橫向彎矩，正常運(yùn)營(yíng)階段結(jié)構(gòu)需承受溫度變化、活載作用下所產(chǎn)生的橫向彎矩。圖5PFWE10門(mén)架墩B立

6、柱頂蓋梁平面及B立柱頂(2)方案2：一端固接、一端先鉸接后固接的平面布置圖(單位：mm)預(yù)應(yīng)力混凝土門(mén)架墩立柱設(shè)計(jì)尺寸：1800mmX1500mm(橫橋在不中斷下穿道路交通的情況下，混凝土立柱向X順橋向)。針對(duì)方案2，B柱柱頂順橋向尺寸施工完成后，搭設(shè)支架澆筑蓋梁混凝土，并使一個(gè)立各增大500mm，便于放置兩塊350mmX500mmX柱與蓋梁固接，另一個(gè)立柱柱頂縱向擴(kuò)大頭上安放59mm四氟板式橡膠支座。蓋梁尺寸：2000mmX兩塊四氟板式橡膠支座(見(jiàn)圖5)，且該柱頂上方蓋2000mm(寬度X高度)，同樣，針對(duì)方案2，B柱柱梁內(nèi)混凝土后澆，然后張

7、拉蓋梁第一批預(yù)應(yīng)力鋼束，頂處蓋梁寬度擴(kuò)大到3000mm，以利于提供相應(yīng)布架設(shè)預(yù)制上部結(jié)構(gòu)小箱梁，接著張拉蓋梁第二批預(yù)置支座的空間和減少鋼束從柱頂通過(guò)，便于施工。應(yīng)力鋼束，鋪筑橋面鋪裝和澆注防撞墻，最后澆注柱根據(jù)方案2～方案4蓋梁與立柱的連接方頂上方未澆注的蓋梁混凝土，使立柱與蓋梁固接。式，分別建模運(yùn)用“橋梁博士”軟件進(jìn)行計(jì)算，立(3)方案3：一端固接、一端鉸接的預(yù)應(yīng)力混柱柱頂、柱底軸力、彎矩(順時(shí)針為負(fù)、逆時(shí)針為凝土門(mén)架墩正)和蓋梁內(nèi)力(蓋梁彎矩上緣受拉為負(fù)、下緣受本方案適用條件同方案2，混凝土立柱施工拉為正)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1表6。完成后，搭設(shè)支

8、架澆筑蓋梁混凝土，并使一個(gè)立柱表1恒載作用下立柱柱頂、柱底內(nèi)力匯總表與蓋梁固接，另一個(gè)立柱柱頂布置一個(gè)單向(橫橋向)活動(dòng)球鋼支座，且蓋梁縱向設(shè)置限位，