某大桥引桥墩柱承载力分析

李连生

（陕西铁路工程职业技术学院 陕西渭南 714000）

1 工程概况

某大桥引桥桥梁起点处至海棠路段、滨河北路至终点段桥宽23 m，横断面布置为0.5 m（护栏）+2.75 m（非机动车道）+8 m（机动车道）+0.5 m（隔离墩）+8 m（机动车道）+2.75 m（非机动车道）+0.5 m（护栏），如图1（1）所示。

第9联的上部结构采用等宽等高现浇预应力混凝土连续箱梁（3×31.2 m），箱梁宽度23m，单箱四室断面，直腹板。箱梁高度1.7 m，单侧悬臂长度2.0 m。箱梁顶板厚度0.22m，底板厚度0.2～0.4 m，腹板厚度0.45～0.6 m。

引桥下部结构采用柱式墩、桩接盖梁桥台，钻孔灌注桩基础。墩柱采用圆形截面，现浇梁墩柱直径为1.5 m，横桥向共设置3个墩柱，两侧柱高3.05 m（中间3.2 m）。墩柱承台之间通过1.8m高，1.5 m宽的系梁，桥墩承台下设两根直径为1.2 m的钻孔灌注桩，如图1（2）所示。

图1 某墩柱布置图（单位:cm）

根据现场实测，N1墩柱支座中心向线路中心方向横向偏移75 mm，如图1（3）所示。

2 相关参数

（1）支座：现浇梁采用型号为SHDR1170×1170×321G1.0(20)的桥梁超高阻尼隔震橡胶支座，支座承载力12500 kN。

（2）墩柱配筋：纵向主筋40C28、箍筋C16，沿周边均匀配置的纵向钢筋的配筋率ρ=As/A=40×282/15002=1.394%；墩柱半径r=1500/2=750 mm，环状箍筋半径rs=750－45－16－28/2=675 mm；HRB400钢筋抗拉强度设计值fsd=330MPa ，如图2（2）所示；

图2 支座与墩柱断面图

（3）墩柱混凝土：C35的混凝土轴心抗压强度设计值fcd=16.1MPa。

3 墩柱承载力分析

3.1 抗压极限承载力

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）（以下简称《规范》）的附录F.0.1规定：当混凝土强度等级在C30～C50、纵向钢筋配筋率在0.5%～4%之间时，沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其正截面抗压承载力计算应符合下列要求：

式中：un—构件相对抗压承载力，按表1确定

本桥某墩柱钢筋所在钢环半径与构件截面半径之比rs/r=675/750=0.9，又因为：

表1 圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件正截面相对抗压承载力N u

3.2 抗压极限弯矩

《规范》条文说明的附录F中，给出了极限承载力的计算公式：

其中，α是对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与2π的比值，其取值范围是：0＜α≤1。

《规范》5.3.8给出了纵向受拉普通钢筋截面面积与全部纵向普通钢筋截面面积的比值αt的计算公式（5.3.8-3），当α大于0.625时，取αt为0：

因为Nu=nuAfcd，所以（式1）变形为：

代入相关数据后得到：

注意到式（3）中αt的取值要求是：当α大于0.625时，取αt为0。在0＜α≤1的范围内，α按照0.001的步长代入式（4）试算后得到：α=0.771。

把α=0.771代入式（2）的右边，得到：

（式2）的左边有：32776× 1.0×0.075=2458.2kN· m 。

可见，α=0.771能够使式（2）成立，计算无误。

4 结论

由上述计算可知，某大桥引桥某墩柱的抗压极限承载力以及抗压极限弯矩是符合《规范》和施工设计文件要求的。