浅析交梨河特大桥高墩横撑托架设计
2017-04-24
一、工程概况： 交梨河特大桥位于厦蓉高速贵州境榕江格龙至都匀段BT15合同段内。桥位起讫桩号分别为ZK164+925～K166+691及YK164+915.516～K166+691。全桥长1766m，最大桥高143m，最大墩高126m。主桥上部结构为(85+2×160+85)+(85+160+85) m的变截面预应力砼T型连续刚构箱型梁桥。交梨河特大桥主桥桥墩高度均较大，主墩为双肢薄壁空心墩，27#、29#、32#墩身一定高度设有一道横撑，28#、31#墩设有二道横撑。横撑混凝土厚1m，将前后两薄壁空心墩联系在一起，平面布置图如下：
二、设计依据： 根据交梨河特大桥的设计图，确定基本验算资料 (以27#、28#、29#墩为例计算)： a、横撑钢筋混凝土工程量：V=6*7*1=42m3,重量：G=42m3*26 KN/m3=1092 KN, 则每平方米的荷载：1092KN/6 m /7 m=26 KN/m2；荷载分项系数:1.2 b、施工人员、施工料具运输、堆放荷载：取2.5 KN/m2；荷载分项系数:1.4 c、浇筑(倾倒)混凝土时产生的冲击荷载: 取2.0 KN/m2；荷载分项系数:1.4 d、振捣混凝土产生的荷载：取2.0 KN/m2； 荷载分项系数:1.4 e、模板的重量：底模6m *7m*100?/?+侧模1m *7m*100?/?*2=5600?， 则每m2底模上产生的荷载:5600?/6m/7m=1.33KN/m2； 荷载分项系数:1.2
三、构件验算：
1、I区构件验算
1）、2号分配梁的计算
2#分配梁按0.5m间距布置(见上图),则每根2号分配梁承担的荷载: q=(26*1.2+2.5*1.4+2*1.4+2*1.4+1.33*1.2)*0.5=20.948 KN/m,按简支梁进行计算: 跨中最大弯矩: Mmax=ql2/8=94.266 KN.m 支座处最大剪力:Qmax= ql/2=62.844 KN a、初选截面:梁的截面抵抗矩为:W= Mmax/[σw]= 94.266 KN.m/145Mpa=650.11cm3 查路桥施工计算手册第796页选I32b得，Ix=11626cm4,Wx=726.7cm3,Sx=426.1cm3,ix=12.58cm,d=11.5mm,每延米重量:57.71kg/m。
b、截面验算 梁自重产生的弯矩：M=ql2/8=2.597 KN.m； 梁自重产生的支座剪力：Q=ql/2=1.731KN； 总弯矩:Mx=94.266+2.597=96.863KN.m 总剪力:Qx=62.844 +1.731=64.575KN 跨中弯矩应力: σ=Mx/ Wx=96.863KN.m/726.7cm3=133.3 Mpa0.20%。
1)组合荷载（以每延米板宽计算） II区荷载 (以28#、31#墩计算) a、隔板混凝土工程量：V=2.6*4.8*1=12.48m3,重量：G=12.48m3*26 KN/m3=324.48 KN,则每平方米的荷载：324.48KN/2.6 m /4.8 m=26 KN/m2； b、施工人员、施工料具运输、堆放荷载：取2.5 KN/m2； c、浇筑(倾倒)混凝土时产生的冲击荷载: 取2.0 KN/m2； d、振捣混凝土产生的荷载：取2.0 KN/m2； f、预制混凝土板每平方米的荷载：0.15m *1m *1m *26 KN/m3/1m =3.9 KN/m2； a、f两项的荷载分项系数:1.2；b、c、d、三项的荷载分项系数:1.4； 则每延米板宽线荷载 q=26*1.2+2.5*1.4+2*1.4+2*1.4+3.9*1.2=44.98KN/m
2)截面验算 板的控制截面为跨中截面,则: 跨中弯矩: M1=ql2/8=38.008 KN.m 支座处的剪力: Q1=ql/2=58.474 KN 假设as=35mm,则ho=150-35=115mm,设混凝土受压区高度为x；根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）第5.2.2条的公式得(无预应力钢筋,不考虑受压区钢筋参与受力): ro*M1= ƒcd*b*x*(ho-x/2) (5.2.2-1公式) ƒsd*As=ƒcd*b*x (5.2.2-1公式)故: 1.0*38.008KN.m=13.8Mpa*1m*x*(0.115m-x/2) 解得x1=27mm, x2=203mm(大于板厚,舍去)。x1=27mmρmin=0.223%满足要求 b、混凝土受压区实际高度为: x实=ƒsd*As/(ƒcd*b)= 280*2534/(13.8*1000)=51.4mm38.008KN.m
参考文献：
1、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）
2、公路桥涵施工施工技术规范（JTJ 041-200）
3、钢结构设计规范（GB 50017-2003）
4、路桥施工计算手册（人民交通出版社 周永兴 何兆益 邹毅松等编著）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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