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/h5.0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2.5l/h≤5.0,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8.4.3条~第8.4.5条进行承载力验算。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。1工程实例桥梁立面如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F001图1桥梁立面(单位:mm)配筋断面如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F002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。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F003图3桥台断面(单位:mm)2计算模型用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。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F004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。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F005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。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.18.071.F006图6盖梁最大剪力内力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:γ0Md≤fsdAszz=(0.75+0.05ld)(h0-0.5x) (1)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;fsd——fsd=fsd',为330 MPa;x——混凝土受压区高度。fsdAs=fcdbx (2)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3 213.76×106 N,满足规范要求。3.2盖梁抗剪承载力验算根据《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:γ0Vd≤0.5×10-4α1(14-lh)bh0(2+0.6P)fcu,kρsvfsv (3)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。4盖梁(墩帽)的悬臂部分验算根据《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:γ0Tt,d≤fsdAs+fpdApTt,d=x+bc/2zFd (4)bc=0.8×1.2=0.96 m;x=0.87m;Fd=701.4 kN;z=0.9×1 145=1 030.5 mm;As=6 872 mm2。代入数据,Tt,d=919.3 kN≤330×6 872=2 267.76 kN。5结语本文简要对双柱式盖梁(跨高比2.5l/h≤5.0)的设计要点,通过双柱式墩盖梁计算示例,简述盖梁计算过程,供桥梁设计同行参考交流。
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