赵正水
(山东新汇建设集团有限公司,山东东营 257000)
本文结合本际经验,参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018),对墩台盖梁设计要点进行总结。
(1)墩台盖梁与柱宜按刚架计算,盖梁的计算跨径宜取支承中心的距离。
(2)盖梁应按跨高比分类进行结构设计:
①当盖梁跨中部分的跨高比l/h>5.0时,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)钢筋混凝土一般构件计算;盖梁跨部分跨高比2.5 ②盖梁(墩帽)的悬臂部分,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)第8.4.6条和第8.4.7条进行承载力验算。 (3)双柱式盖梁采用柱间距和悬臂段长度的比值为2.45~2.95最适宜。 桥梁立面如图1所示。 图1 桥梁立面(单位:mm) 配筋断面如图2所示。 图2 配筋断面(单位:mm) 某桥采用1×20 m的先张法预应力混凝土简支板桥,桥宽6.5 m,两端桥头搭板分别长5.0 m;桥台与路线前进方向右夹角为90º。 桥梁上部构造为装配式先张法预应力混凝土空心板,板厚950 mm;桥台处设C-40伸缩缝;桥面铺装为100~144 mm钢筋混凝土铺装。 桥梁全宽6.0 m,横向布置为0.35 m防撞护栏+5.8 m行车道+0.35 m防撞护栏。 桥台为桩柱式,盖梁高1.2 m,桩基础采用D=1.2 m钻孔灌注桩。 桥台断面如图3所示。 图3 桥台断面(单位:mm) 用MIDAS有限元程序建立盖梁的计算模型如下: (1)主要材料。 混凝土:桥台盖梁C35。 普通钢筋:HRB400,fsk=400 MPa,Es=2.0×10 MPa。 (2)盖梁模型。 桥台盖梁模型如图4所示。 图4 桥台盖梁模型 (3)计算结果。 施加永久荷载和移动荷载之后进行计算,得出在承载能力极限状态下的效应组合: 盖梁最大弯矩内力如图5所示。 图5 盖梁最大弯矩内力 得出跨中最大正弯矩值为256.3 kN·m,支点最大负弯矩为433 kN·m。 盖梁最大剪力内力如图6所示。 图6 盖梁最大剪力内力 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)规定,钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯承载力计算: 式中:l——梁的计算跨径取3.2 m;d——盖梁高度取1.2 m;h0——截面有效高度,取1 145 mm;为330 MPa;x——混凝土受压区高度。 fcd=16.1 MPa,取受拉钢筋21C25,则As=10 308.4 mm2,x=151 mm,内力臂z=944.73 mm。 代入公式验算,得3 213.76×106N,满足规范要求。 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)规定,钢筋混凝土盖梁的斜截面抗剪承载力计算: 式中:γ0——结构重要性系数取1.0;P——受拉区纵向受拉钢筋的配筋百分率,P=100ρ,ρ=As/bh0,本工程受拉区钢筋取21C25,ρ=10 308.4/(1 400×1 145)=0.006,P=0.6;α1——连续梁异号弯矩影响系数,计算近边支点梁段的抗剪承载力时,取1.0,计算中间支点梁段及刚构各节点附近时取0.9,本研究取1.0;ρsv——箍筋配筋率,本研究取6Ф12,ρsv=0.484 7%,箍筋抗拉强度设计值fsv=330 MPa。 代入数据,可得4 292.8 kN,满足规范要求。 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018),竖向力作用点至柱边缘的水平距离小于或等于盖梁截面高度时,可采用拉压杆模型计算悬臂上缘拉杆的抗拉承载力: 本文简要对双柱式盖梁(跨高比2.51 工程实例
2 计算模型
3 跨中抗弯验算和支点截面抗剪验算
3.1 盖梁抗弯承载力验算
3.2 盖梁抗剪承载力验算:
4 盖梁(墩帽)的悬臂部分验算
5 结语