黃飛星,章 羿
(1.蘇州交通工程集團有限公司;2.吉安市公路勘察設計院)
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某多跨鋼筋混凝土連續箱梁橋縱橫梁計算探討
黃飛星1,章 羿2
(1.蘇州交通工程集團有限公司;2.吉安市公路勘察設計院)
結合某多跨鋼筋混凝土連續箱梁橋對其主梁縱梁開展仿真分析,詳細介紹了縱橫梁施工流程及其單元劃分、配筋方法、主梁計算、橫梁計算等內容,為類似橋梁結構設計提供參考。
鋼筋混凝土連續箱梁橋;施工流程;主梁計算;橫梁計算
鋼筋混凝土連續連續箱梁橋由于截面抗扭剛度大,能有效的承擔正負彎矩,并滿足配筋的需要。在橋梁方案比選中得到越來越大的重視。在已建成的大跨度預應力混凝土梁橋中,當跨度超過40 m后,其橫截面大多為箱形截面。但是鋼筋混凝土連續連續箱梁是超靜定體系,在荷載作用下容易開裂,設計時考慮的因素很多,計算較復雜,計算量也很大,而且所有設計均按照新規范《公路橋涵設計規范》(JTG D60-2004)、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004)進行設計。
本橋為(3×25)+(4×25)+(4×25+24)m鋼筋混凝土連續箱梁橋,主梁為變高度預應力單箱雙室箱梁。第一聯左幅寬度從19.69 m(斜寬)變化至16.40 m,外側長度25.64 m內測長度20.59 m;第一聯右幅寬度不變,寬度16.40 m,內側長度20.41 m,外側長度16.08 m,第二 、三聯寬度均為16.4 m。橋面布置為:0.5 m(防撞墻)+15.4 m(行車道)+ 0.5 m(防撞墻)。
按鋼筋鋼筋混凝土構件設計,橋面鋪裝層:4 cm厚瀝青混凝土抗滑表層+6 cm厚中粒式瀝青混凝土+防水層+10 cm厚C50混凝土;環境平均相對濕度RH=70%。
3.1 施工流程
主梁施工流程為:
第一階段:搭滿堂支架,現澆主梁。第二階段:拆滿堂支架。第三階段:澆筑橋面鋪裝、安裝護欄二期荷載混凝土。第四階段:混凝土收縮和徐變完成。
橫梁施工流程為:
第一階段:搭滿堂支架,現澆主梁。第二階段:拆滿堂支架。第三階段:澆筑橋面鋪裝、安裝護欄二期荷載混凝土。第四階段:混凝土收縮和徐變完成。
3.2 單元劃分
(1)主梁單元劃分
第一聯:第一跨(43-28單元)+第二跨(27-15單元)+第三跨(14-1單元)=66.2 m,共計43單元。第一聯變寬第一跨支座處斜交,為使建模方便,本計算書建立正交模型,橋長取最不利的斜長最長時控制。第三聯:第一跨(1-21單元)+第二跨(22-41單元)+第三跨(42-61單元)+第四跨(62-81單元)+第五跨(82-100單元)=124 m,共計100單元。
(2)橫梁單元劃分
左幅1號墩橫梁單元劃分:全寬19.69 m,支座間距:7 m。左幅2號墩橫梁單元劃分:全寬17.88 m,支座間距:6.5 m。左幅3號墩橫梁單元劃分:全寬16.97 m,支座間距6 m。左幅4號墩橫梁單元劃分(16.4 m標準寬度端橫梁):全寬16.4 m,支座間距6 m右幅1號墩橫梁單元劃分:全寬16.97 m,支座間距6.21 m。右幅2號墩橫梁單元劃分(16.4 m標準寬度中橫梁):全寬16.4 m,支座間距6 m。13號墩端橫梁單元劃分:全寬16.4 m,支座間距9 m。
3.3 主梁配筋
限于篇幅,本文給出第一聯相關數據計算結果。第一聯截面配筋圖,詳見圖1。

圖1 第一聯配筋圖
4.1 主梁持久狀況承載能力極限狀態正截面抗彎承載能力計算
主梁第一聯在持久狀況承載能力極限狀態彎矩包絡圖2和抗力圖3如下所示:

圖2 承載能力極限狀態最大抗力(紅色為最大抗力,藍色為對應內力)

圖3 承載能力極限狀態最小抗力(紅色為最小抗力,藍色為對應內力)
4.2 主梁持久狀況正常使用極限狀態下裂縫計算
主梁第一聯在持久狀況正常使用極限狀態下裂縫見圖4。

圖4 正常使用極限狀態下裂縫
4.3 主梁支點反力計算
各單項作用產生的支點反力標準值列表如下。

表1 單項作用支點反力(kN)(第一聯)
4.4 橫梁計算
限于篇幅,本文僅給出左幅1號墩計算結果。

圖5 承載能力極限狀態最大抗力(紅色為最大抗力,藍色為對應內力)

圖6 承載能力極限狀態最小抗力(紅色為最小抗力,藍色為對應內力)

圖7 上緣、下緣最大正應力(紅色為上緣,藍色為下緣)

圖8 上緣、下緣最小正應力(紅色為上緣,藍色為下緣)

圖9 正常使用狀態下短期效應組合主拉應力
本文結合某工程實例探討多跨鋼筋混凝連續箱梁主梁及橫梁的設計及承載力分析,詳細介紹了主梁及橫梁施工流程、單元處理,配筋方法,主梁及橫梁驗算等內容。本橋驗算全部通過,在荷載作用下沒有出現裂縫,可供同類橋梁參考,同時本橋設計、細部構造尺寸的選取可供借鑒。
[1] 中華人民共和國行業標準.公路橋涵地基及基礎設計規范(JTJ D63-2007)[S]. 北京:人民交通出版社,2004.
[2] 中華人民共和國行業標準.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
[3] 公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
2015-06-03
黃飛星(1982-),男,江蘇南通人,工程師,主要從事公路橋梁的施工工作。
U448
C
1008-3383(2015)12-0075-01