雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁的計算.pdf

《雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁的計算.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁的計算劉忠偉盧啟煌（深圳高速工程顧問有限公司，廣東深圳，518034）【摘要】對某高架橋雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁進(jìn)行了分析，從大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁的受力模式和計算方法等方面進(jìn)行了論述，分析了計算結(jié)果，可作為該類型蓋梁設(shè)計的參考?！娟P(guān)鍵詞】大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁計算1引言近年來，隨著城市空間的不斷發(fā)展，大量環(huán)城或繞城高速公路采用高架橋形式上跨市政道路。周圍環(huán)境對橋梁結(jié)構(gòu)的型式影響較大，橋下既要保證足夠的行車道寬度，又要滿足城市景觀性的要求。為了滿足這些要求，常常采用雙墩柱或獨柱大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁的設(shè)計方案。本文以某工程項目高架橋中的雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁

2、為例，介紹了該類型蓋梁的受力特性和計算要點。2蓋梁設(shè)計概況2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計速度：80km/h；（2）設(shè)計荷載：公路-Ｉ級；（3）橋梁寬度:2×16.3m；（4）地震烈度：動峰值加速度系數(shù)0.1g,對應(yīng)地震基本烈度為7度。2.2蓋梁尺寸上部構(gòu)造為24m預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。下部結(jié)構(gòu)受市政路干擾較大，主要采用了雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁。蓋梁截面采用倒T型形式，蓋梁總長33.5m，兩側(cè)各懸臂13.4m，兩墩柱中心間距為6.7m。順橋向頂寬1.0m，兩側(cè)墊石平臺寬0.8m。根部高4.22m，端部高2.6m，蓋梁由根部到端部采用圓弧形過渡。主要尺寸見圖1橋墩一般構(gòu)造圖。2

3、.3蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼束預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁采用A類預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼束采用φ15.24低松弛高強鋼絞線，預(yù)應(yīng)力鋼束布置如圖2，參數(shù)如下：（1）預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管；（2）管道摩擦系數(shù)：ｕ＝0.2；（3）管道偏差系數(shù)：κ＝0.0015/m；（4）鋼筋回縮和錨具變形：6mm；（5）張拉控制應(yīng)力：1311.3MPa。2.4蓋梁施工步驟（1）立模澆筑蓋梁混凝土，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90%時張拉鋼束N1a、N1b、N4a、N4b；（2）由中間向兩端對稱架設(shè)預(yù)制箱梁；（3）架梁結(jié)束后張拉鋼束N2a、N2b、N3a、N3b；（4）二期恒載施工。圖1橋墩一般構(gòu)造圖（單位：cm）

4、圖2預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖（單位：cm）3蓋梁計算過程3.1模型的建立蓋梁采用橋梁博士進(jìn)行有限元分析。由于樁基采用嵌巖樁，樁底嵌入粗?；◢弾r微風(fēng)化帶，地質(zhì)條件較好，因此按剛性地基假定，將橋墩底端考慮為固結(jié)，模型離散圖見圖3。圖3模型離散圖3.2荷載取值（1）恒載。上部結(jié)構(gòu)恒載包括24m預(yù)制箱梁自重、防撞護(hù)欄重、橋面鋪裝重。恒載通過支座傳遞到蓋梁，故將上部恒載簡化為集中力加載在蓋梁相應(yīng)位置處。（2）活載。汽車荷載采用公路I級車輛荷載。按橋面偏載最不利位置加載。（3）溫度荷載。整體升溫、降溫20℃，并按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）第4.3.10考慮梯度升溫、梯

5、度降溫。（4）沉降。樁基為嵌巖樁，墩底沉降取0.005m。4計算結(jié)果分析4.1承載能力極限狀態(tài)組合抗彎驗算圖4為最大彎矩對應(yīng)抗力及最大彎矩圖，圖5最小彎矩對應(yīng)抗力及最小彎矩圖。從圖中可以看出抗彎承載能力滿足要求。圖4最大抗彎對應(yīng)抗力及最大彎矩圖圖5最小抗彎對應(yīng)抗力及最小彎矩圖4.2正常使用極限狀態(tài)長期、短期組合應(yīng)力驗算正常使用極限狀態(tài)長期、短期組合作用下上緣最大正應(yīng)力、上緣最小正應(yīng)力、下緣最大正應(yīng)力、下緣最小正應(yīng)力見表1。從表中看出應(yīng)力滿足規(guī)范要求。正常使用極限狀態(tài)短期組合上緣最大、最小應(yīng)力，下緣最大、最小應(yīng)力見圖6。正常使用極限狀態(tài)長期組合上緣最大、最小應(yīng)力，下緣最大、

6、最小應(yīng)力見圖7。從圖中可以看出應(yīng)力滿足規(guī)范要求。表1應(yīng)力表（單位：MPa）短期組合長期組合工況作用值容許值作用值容許值上緣最大正應(yīng)力10.516.27.2116.2上緣最小正應(yīng)力-0.727-1.852.730下緣最大正應(yīng)力4.8616.23.4416.2下緣最小正應(yīng)力0.743-1.850.8480最大主拉應(yīng)力-0.859-1.33-0.655-1.33圖6短期組合最大、最小應(yīng)力圖圖7長期組合最大、最小應(yīng)力圖4.3預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力驗算根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》7.1.5條第二款規(guī)定，受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件σpe+σp≤0.6

7、5fpk＝1209Mpa（fpk＝1860Mpa）。經(jīng)計算，蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力為1200Mpa。蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋最大拉應(yīng)力滿足規(guī)范要求。4.4撓度驗算在荷載短期效應(yīng)組合下最大懸臂端撓度為1.56cm。撓度長期增長系數(shù)為1.425，結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的撓度為0.703cm，則消除結(jié)構(gòu)自重后產(chǎn)生的長期撓度為1.425×（1.87-0.703）=1.663cm<1340×1/300=4.47cm，滿足規(guī)范要求。5結(jié)論雙墩柱大懸臂預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁的設(shè)計方案不僅使橋梁上下部結(jié)構(gòu)充分協(xié)調(diào)，滿足景觀要求和通行要求，而且通過計算證明了該方案在技