双柱式桥墩盖梁内力计算模型探讨
柱式桥墩盖梁多种结构计算模型的计算探讨
柱式桥墩盖梁多种结构计算模型的计算探讨张彦(南京万通城市建设设计咨询有限公司,江苏南京 210036)摘要:柱式桥墩盖梁具有外形简洁、受力明确、施工便利、造价相对较低等显著优点,目前在公路桥梁和城市桥梁中被广泛采用。
在设计计算时可以发现,同样的柱式桥墩盖梁按照不同的结构计算模型进行计算,结果是有差异的。
通过对不同计算模型的计算结果,进行比较分析,有利于更好地掌握柱式桥墩盖梁的受力特点,为设计提供支撑。
关键词:桥墩盖梁;计算模型;双柱式;多柱式柱式桥墩是由分离的两根或多根立柱(或桩柱)所组成。
其具有外形简洁、受力明确、施工便利、造价相对较低等显著优点,目前在公路桥梁和城市桥梁中被广泛采用。
采用装配预制结构(如空心板、T梁和小箱梁)时,一般还需要设置盖梁作为支承上部结构,并将全部荷载传递给下部结构,此时桥墩在横桥向由盖梁与柱(桩)组成框架结构。
对于桥墩盖梁可以简化成什么样的结构计算模型,规范作了一定的要求,在规范修编过程中对此还作过一定的调整,但在设计计算时可以发现,同样的柱式桥墩盖梁按照不同的结构计算模型进行计算,结果是有差异的。
本文通过对不同计算模型的计算结果,进行比较分析,有利于更好地掌握柱式桥墩盖梁的受力特点,可为设计提供帮助。
1 规范对柱式桥墩盖梁计算的要求根据JTJ 023—1985《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第3.4.1条和第3.4.2条:多柱式墩台的盖梁,可按连续梁计算。
双柱式墩台,当盖梁的刚度与柱的刚度比大于5时,盖梁可按简支梁计算;当墩台承受较大横向力时,则盖梁应作为刚构的一部分进行计算。
根据修改后的JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第8.2.1条:墩台盖梁与柱应按刚构计算。
当盖梁与柱的线刚度(EI/l)之比大于5时,双柱式墩台盖梁可按简支梁计算,多柱式墩台盖梁可按连续梁计算。
可以看出,规范修编前后对双柱式墩台盖梁的计算要求基本一致,当盖梁与柱的线刚度(EI/l)之比大于5时可按简支梁计算,而盖梁与柱的线刚度(EI/l)之比不大于5时须按刚构计算。
中交设计师步步解析桥梁盖梁设计计算,设计师都在看!
中交设计师步步解析桥梁盖梁设计计算,设计师都在看!桥梁设计中,柱式桥墩是普遍采用的结构型式。
对于简支桥梁,盖梁是一个承上启下的重要构件,上部结构的荷载通过盖梁传递给下部结构和基础,盖梁是主要的受力结构。
在设计中,由于桥梁的跨径、斜度、桥宽、车辆荷载标准的变化,对盖梁设计的影响很大,很难完全套用标准图和通用图。
盖梁设计的标准化程度很低,经常是非标准设计,需要对盖梁进行较多的计算,所以盖梁设计是桥梁设计的一个关键部分。
一、盖梁的受力特点及分析1盖梁的受力特点盖梁的主要荷载是由其上梁体通过支座传递过来的集中力,盖梁作为受弯构件,在荷载作用下在各截面除了引起弯矩外,同时伴随着剪力的作用。
此外,盖梁在施工过程中和活载作用下,还会承受扭矩,产生扭转剪应力。
扭转剪应力的数值很小且不是永久作用,一般不控制设计。
实际计算中一般只考虑弯剪的组合,因为考虑弯、剪、扭三种内力同时组合,需要空间分析,计算工作会很繁琐,而且实际意义也不大。
可见盖梁是一种典型的以弯剪受力为主的构件。
2盖梁的受力分析盖梁除了自重荷载之外,主要承受由支座传递过来的上部结构的恒载。
对不同桥宽、不同跨径简支梁板桥的盖梁内力计算结果进行分析,以双柱式桥墩盖梁墩顶负弯矩为例:盖梁自重所占比例很小,为9%左右;上部恒载所占比例很大,为63%左右;而活载只占总荷载比例的28%左右。
表1为笔者在设计工作中对双柱式桥墩盖梁墩顶内力计算结果的一个归纳。
二、盖梁的计算要点盖梁的计算要点是如何建立准确而且简化的计算模型。
盖梁的几何外形简单,且是以弯矩、剪力及轴力为主,受力特点明确。
将它模拟成平面杆单元比模拟成空间体单元计算要简单许多,而且能满足控制要求。
空间计算结果虽然准确,但是计算复杂,对于盖梁计算必要性不大。
采用盖梁平面基本的简化模式进行计算是最简单且比较实用的,但使用时要对局部区域的峰值如墩顶截面进行适当的折减削峰处理,因为盖梁的实际控制截面往往不在墩顶而在墩柱边缘附近,这样能避免造成较大的浪费。
[精品论文]钻孔灌注桩、双柱式桥墩的计算
第二部分 钻孔灌注桩、双柱式桥墩的计算第一节 设计资料一、设计标准及上部构造 设计荷载:城-A;桥面净空:净-7.75附(0.35+0.5)m 安全道; 标准跨径:l b =20m ,梁长19.96m ; 上部构造:钢筋混凝土T梁。
二、水文地质条件 见地质报告。
三、材料钢筋:盖梁主筋用II 级钢筋,其它均用I 级钢筋;混凝土:盖梁用30号,墩柱、系梁及钻孔灌注桩用25号。
四、计算方法:极限状态法。
五、桥墩尺寸:考虑原有标准图,选用如图2-1所示结构尺寸。
六、设计依据:《公路桥梁设计规范》; 《公路桥涵设计通用规范》; 《城市桥梁设计荷载标准》。
第二节 盖梁计算一、荷载计算1、上部构造恒载见表2-1。
2、盖梁自重及内力计算(图2-2)见表2-2。
图2-1 (尺寸单位:cm)表2-1盖梁自重及产生的弯矩剪力计算 表2-2q 1+q 2+q 3+q 4+q 5=113.10kN 3、活载计算图2-2 (尺寸单位:cm)(1)活载横向分布系数计算,荷载对称分布时,用杠杆法计算;荷载非对称分布时,用偏心压力法计算。
a 、单列车,对称布置(图2—3)时: η1=η4=0η2=η3=0.5×(0.909+0.091)=0.5000b 、双列车,对称布置(图2—4)时: η1=η4=0.5×0.614=0.307η2=η3=0.5×(0.386+0.795+0.205)=0.693c 、单列车,非对称布置(图2—5)时由∑±=221a ea n i i η,已知03.2,4==e n∑=+⨯=2.24)30.310.1(22222a 则:527.02.243.303.2411=⨯+=η 342.02.241.103.2412=⨯+=η067.02.241.103.2413-=⨯-=η252.02.243.303.2414-=⨯-=η d 、双列车,非对称布置(图2—5) 由∑±=221a ea n i i η,已知48.0,4==e n ,∑=2.2422a则:090.02.243.348.0411=⨯+=η;047.02.241.148.0412=⨯+=η 003.02.241.148.0413=⨯-=η; 040.02.243.348.0411-=⨯+=η (2)按顺桥向活载移动情况,图2-3 (尺寸单位:cm)号梁号梁图2-4 (尺寸单位:cm)图2-5 (尺寸单位:cm)行车方向尺寸单位:m图2-6 (力单位:kN)求得支座活载反力的最大值。
关于盖梁计算模型的探讨
盖 梁是桥 梁结构 中重 要 的受 力部 件 , 着连 接上 起
算 方法 与钢筋 混凝 土梁配筋 相 同 , 即根 据弯矩 包络 图
配 置受弯 钢 筋 , 据 剪 力 包 络 图配 置 弯 起 钢 筋 和 箍 根
下部结 构 的重 要作 用 , 一方 面承受 着上部 构造 的恒 它 载 以及 主梁传 递给 它 的活载效应 , 一方 面将这些 荷 另 载传递 给桥墩 和基础 。由于桥梁 的跨 径 、 宽 、 度 、 桥 斜
车荷 载 , 用桥 梁 博 士 的 横 向加 载 功 能 进 行 分 析 计 利
算 。本 文使 用 桥 梁 博 士 3 0对 实 例 进 行 建 模 计 . 算 , 型 如 图 3所 示 。上 部 结 构 恒 载 按 支 座 实 际作 模
用位 置 及 大 小 以集 中力 形 式 加 在 相 应 节 点 位 置 , 盖 梁 自重 由 程 序 白行 计 人 考 虑 , 载 使 用 横 向 加 载 活
双 柱式墩 台盖梁可 按 简支 梁 或 悬 臂梁 进 行 计算 和配
筋, 多柱 式墩 台盖梁 可按 连续 梁计算 。故 目前盖 梁 的 计 算 图式 主要 有双 悬臂 简 支梁 ( 续梁 ) 算 图式 和 连 计
双 悬臂 刚架结 构计 算 图式 l 。 3 ]
作用在 盖梁上 , 而是 通过设 在盖 梁上 固定位 置处 的支 座来传 递活 载反力 。因此 , 首先 应根 据规 定 的设 计荷
配 筋 验 3
收稿 日期 :0 0¨ 2 ; 改 日期 :0 01—2 21~ 0修 2 1—20
并 对盖 梁分别 建模 计算 。
作者简介 : 杨树萍( 99 , , 1 6 一) 女 安徽合肥人 , 合肥工业大学副教授 5 《 0 工程与建设 》 2 1 0 1年第 2 卷第 1 5 期
大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算
浅谈大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算摘要:大悬臂盖梁的结构受力情况较为复杂。
盖梁的内力计算,经常使用计算机建立有限元模型来模拟真实受力状态进行设计分析。
关键字:桥梁;预应力;盖梁;设计中图分类号:k928文献标识码: a 文章编号:1、引言随着交通建设步伐的不断加快,交通建设标准的不断提高,特别是高速公路上的桥梁大都是双向4车道甚至6车道或更多,如桥梁采取单幅桥梁,就导致盖梁的横桥向长度甚至达到了20m以上。
长度20m以上的盖梁若采用普通钢筋混凝土结构,要求有较大的梁高,而且至少需要三柱式甚至四柱式以上桥墩才能够满足受力要求。
使用预应力盖梁是减少墩柱的数量、降低梁高有效的办法,并可以提高其结构的受力性能和抗裂性能。
2、工程概况某高速公路上桥梁工程较多,其中某桥上部基本结构采用30m先简支后连续预应力小箱梁,下部结构应用了桩柱式桥墩,预应力盖梁尽量减少墩柱的数量,以保证桥下的通透,便于桥下土地的利用。
预应力盖梁采用a类预应力混凝土结构,预应力钢束采用低松弛高强钢绞线,预应力钢束布置如下图所示。
预应力管道采用塑料波纹管;管道摩阻系数:;管道偏差系数:;钢筋回缩和锚具变形:;张拉控制应力:。
荷载等级为:公路一级。
结构设计基准期为100年;抗震设防等级按地震加速度峰值0.10g(基本烈度vi),桥梁工程按vii度进行设防。
荷载的取值,1)、恒载。
上部结构恒载包括30m 预制箱梁自重、防撞护栏撞、桥面铺装重。
恒载通过支座传递到盖梁、故将上部恒载简化为集中力加载在盖梁相应位置处。
2)、活载。
汽车荷载采用公路——i级车辆荷载。
按桥面偏载最不利位置加载。
3)、温度荷载。
整体升温、降温,并按jtgd60-2004公路桥涵设计通用规范第4.3.10考虑梯度升温、梯度降温。
4)、沉降。
墩底沉降取0.005m。
3、盖梁计算盖梁采用midas fea进行有限元分析,模型中建立了盖梁和桥墩,墩底和承台,承台固结(如图)。
盖梁计算时,其控制截面主要是盖梁中部上缘和悬臂根部下缘位置。
某桥梁双柱式桥墩下部结构设计解读
某桥梁下部结构设计一、设计资料 (3)1、设计标准及上部构造 (3)2、水文地质条件 (3)3、材料 (3)4、桥墩尺寸 (4)5、设计依据 (4)二、盖梁计算 (4)(一)荷载计算 (4)1、上部结构永久荷载 (4)2、盖梁自重及作用效应计算 (5)3、可变荷载计算 (6)4、双柱反力i G计算所引起的各梁反力 (14)(二)内力计算 (15)1、恒载加活载作用下各截面的内力 (15)2、盖梁内力汇总 (16)(三)截面配筋设计与承载力核算 (17)1.正截面抗弯承载力验算 (17)2.斜截面抗剪承载能力验算 (19)3.全梁承载力校核 (19)三桥墩墩柱计算 (19)(一)荷载计算 (20)1.恒载计算: (20)2.汽车荷载计算 (20)3、双柱反力横向分布系数计算 (21)4. 荷载组合 (22)(二)截面配筋计算及应力验算 (23)1.作用于墩柱顶的外力 (23)2、作用于墩柱底的外力 (23)3、截面配筋计算 (24)四、钻孔灌注桩的设计计算 (25)(一)荷载计算 (25)1、一孔恒载反力(图12) (25)2、盖梁恒重反力 (26)3、系梁恒重反力 (26)4、一根墩柱恒重 (26)5、灌注桩每延米自重 (26)6.可变荷载反力 ....................................................................................................... 26 7、作用于桩顶的外力,图13 . (27)(二)桩长计算 ...................................................................................................................... 27 (三)桩的内力计算(m 法) . (28)1,桩的计算宽度b : ............................................................................................. 28 2. 桩的变形系数α: (29)3 地面以下深度Z 处桩截面的弯矩M z 与水平压应力的计算: (29)(四) 桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 .................................................................... 30 (五)墩顶纵向水平位移验算 . (32)1. 桩在地面处的水平位移和转角(00, x )计算 ............................................... 32 2. 墩顶纵向水平位移验算 . (34)某桥梁下部结构设计一、设计资料1、设计标准及上部构造(1) 设计荷载:公路-Ⅱ级;人群荷载:3.0kN/m2(2) 桥面净空:净7+2×0.75(人行道)(3) 跨径:标准跨径:16m;主梁全长:15.96m;计算跨径:15.5m(4) 上部结构:图2(5) 桥面铺装:桥梁桥面铺装由上至下为:沥青混凝土厚2cm,25号混凝土垫层(6~12cm),桥面横坡为:1.5%。
城市桥梁双立柱曲线桥墩受力分析
( 作者单位 :天津市市政工程设计研究院 )
根据 有限元模 型计算 ,沿高度 对墩柱各截面应力进行积 分得到各个截面 的内力,并对墩帽上 下横梁 跨中截面 应力积
项目
带 上 横 梁 墩 柱
上横 梁跨 中截 面
轴 力 (N k) 1 9 . 844 弯 矩 (N・ ) k m 2 9 . 232
1概 述 .
城市桥梁双立轻 益线桥墩受力分析
通 道 ,在 中 心城 区 路 网 中具 有重 要 的地 位 和作 用 。
2总体 设 计 .
宁波市机场快速 干道工程位于 宁波市中心城 区中、西部
地区 ,是宁波 “ 三横 四纵 ”快速主骨架路网道路 ,是宁波栎
社 国 际 机场 、 宁 波客 运 中 心及 宁波 铁 路 南 站 枢 纽 的 重 要 集 散
快 速 干 道标 准桥 宽 断面 下部 结 构 采 用 双 立 柱 曲线 桥 墩 ,墩 底 全 宽 60 , 由两 根 25 .m m宽 墩 柱 组 成 ,两 墩 间 净 距 1 m。 墩 . O
柱顶部 5 m范围内两墩分别向外侧倾斜 ,曲线半径1 m,墩顶 3
全 宽 8O m。 在 墩 柱 上{ 5 1 l m柱 头 范 围 内考 虑 采 用 带 上 横 梁 和 上 下 横 梁 两种 情 况 进 行 比较 。 图 1 带 上 横 梁墩 柱 外 形 , 图 为
元 , 图 3 双 立 柱 桥 墩 有 限 元 模 型 。 墩 柱 全 高 取 平 均 高 度 为 1 m ,对 称 加 载 时支 座 反 力 为 1 0 0 N,采 用面 荷 载 加 载 。 O 4 0k
架桥梁下部结构优先选择的墩柱类型之一。 ( 2)带上下横梁墩柱下横梁弯矩很小 ,可忽略不计。 ( 带上下横梁 墩柱弯矩主要 分布于 柱头范围 内,柱 3) 头 以下墩身弯矩较小 ,可对柱 头及横梁加强设计 ,以节省工
【精品】钻孔灌注桩双柱式桥墩的计算secret
目录─、设计资料................................................................ 错误!未指定书签。
1。
1设计标准及上部结构.......................................... 错误!未指定书签。
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2水文地质条件............................................... 错误!未指定书签。
1.3材料....................................................... 错误!未指定书签。
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4盖梁、柱、桥墩尺寸.......................................... 错误!未指定书签。
1。
5设计依据................................................... 错误!未指定书签。
二.盖梁计算..................................................... 错误!未指定书签。
2.1荷载计算 ................................................... 错误!未指定书签。
2.1.1上部结构永久荷载 ......................................... 错误!未指定书签。
2.1.2盖梁自重及作用效应计算 .................................... 错误!未指定书签。
2.1。
3可变荷载计算............................................ 错误!未指定书签。
2.1.4双柱反力Gi计算.......................................... 错误!未指定书签。
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除第Ⅱ部分钻孔灌注桩双柱式桥墩的计算─、设计资料1.1设计标准及上部结构设计荷载:公路—Ⅰ级:桥面净空:净—9+2×0。
浅谈大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算
浅谈大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算随着城市化的发展,越来越多的高速公路、城市主干道等需要建设跨越道路的桥梁,其中大悬臂双柱墩预应力盖梁常见于跨越不太宽的道路。
那么,如何进行大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算呢?大悬臂双柱墩预应力盖梁由于其结构简单、施工方便、经济实用等特点,在桥梁工程中得到了广泛应用。
其基本结构特征是:由双柱墩支撑的预应力混凝土盖梁的长度超过了柱距的一半,臂长较大,称为大悬臂。
在进行大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算时,需要考虑以下几个因素:一、计算荷载:计算荷载是进行大悬臂双柱墩预应力盖梁计算的第一步。
荷载分为常规荷载和变动荷载两种,常规荷载包括盖梁、桥面、防撞护栏以及人行道等自重;而变动荷载则包括行车荷载和风荷载等。
二、预应力设计:预应力设计是大悬臂双柱墩预应力盖梁计算的重要一环。
通过施加一定的预应力,可以改变结构的内力分布,提高结构的承载能力和疲劳性能。
预应力设计需要满足以下三个条件:盖梁与柱墩应伸长相等;盖梁两端受拉;盖梁盖板底面应有一定的压力。
三、截面设计:截面设计是指大悬臂双柱墩预应力盖梁中盖梁的横截面设计。
截面设计需要根据受力状态、刚度要求等多方面因素进行考虑,以保证结构的承载能力、安全性和经济性。
在截面设计中需要注意以下几个问题:保证截面尺寸合理,使得剪力不产生翻边和开裂;在深入梁中位置开设预应力孔;在某些区域增强截面的刚度。
四、钢筋设计:大悬臂双柱墩预应力盖梁的钢筋设计需要充分考虑构件的疲劳和震动等因素,以保证其强度和刚度。
在进行钢筋设计时,可以采用限制应力法或极限状态法进行计算。
五、施工工艺:大悬臂双柱墩预应力盖梁的施工工艺也是影响其承载能力和安全性的一个重要因素。
在施工过程中需要注意以下几个方面:施工中加强与普通梁的过渡,避免产生裂缝;在预应力张拉过程中采取逐段张拉的方法,并注意锚固长度和锚固位置的选定;加强监测和检验,及时发现和处理结构缺陷。
总之,大悬臂双柱墩预应力盖梁的计算需要综合考虑多种因素,对其结构、荷载、预应力设计、截面设计、钢筋设计及施工工艺等方面进行充分的分析和研究,以保证其在工程实践中的安全性和经济实用性。
柱式桥墩盖梁内力计算方法探讨
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重 庆 交 通 学 院位 移 法 进 行 计 算, 其基本 未知量为节点 ! 、 " 处 的 转 角!! 、 !" 以 及 水 平 线 位 对于多柱 式 桥 墩 则 相 应 增 加 中 间 节 点 的 转 角 移" , 位移为基本未知量 即 可; 也可采用平面杆系程序或 有限元软件进行电算 #
(
盖梁的计算图式
盖梁 的 设 计 计 算 主 要 包 括 外 力 计 算、 内力计算
图(
盖梁设计计算
及配筋验算 等 主 要 内 容 (计 算 框 图 如 图 ( ) , 而计算 图式的选取则是 影 响 最 终 计 算 结 果 的 关 键 因 素 @ 目 前对于盖梁的计算图式主要有以下 ! 种 @ (连续梁) 计算图式 ( ) ( 双悬臂简支梁 文献 [(] 认 为: 对 于 双 柱 式 桥 墩, 当盖梁的刚度 与柱的刚度比大 于 " 时, 为简化计算而忽略节点不 均衡弯矩的分配 及 传 递, 一般可按双悬臂梁进行计 算 (双悬臂 简 支 梁 计 算 图 式 如 图 ! ) ; 对于多柱式的 盖梁则可按连续 梁 计 算 @ 此 种 计 算 图 式 可 快 速 解 算 出盖梁控制截面的内力 @ ( ) ! 双悬臂刚架结构计算图式
万方数据
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重 庆 交 通 学 院 学 报
第 K] 卷
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双柱式钻孔灌注桩桥盖梁荷载内力计算
1基 本 资料 某 预 应 力 混 凝 土 T型 粱 桥 ,梁 长 2 m, 5 计
表 2 活 载 反 力 汇 总
l 2 3 4 5
算跨径 2 .m, 45 五梁式四空桥面连续 , 各墩设 置 橡胶板式支座, 盖梁 、 墩身 、 承台及桩都用 2 5号 混凝土。桥 面宽 Im, 1 分离式桥。公路一 级 , I 设 汁抗 震 基本 裂 度 : 八级 没 防 2 内力 计 算 21垂 直荷载计算 . 211恒 载 计 算 . 21 活 载 计 算 . 2 2121 ...活载横向分配 荷 载 对 称 布 置用 杠 仟法 , 对 称 布 置 用 钢 非
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工程 科技 1 I;
邵家 邦
双柱式钻孔灌注桩桥盖梁荷载 内力计算
f 四川建 筑职业技 术 学院 , 川 德 阳 6 80) 四 100
摘 要: 盖梁作为桥 梁重要的组成部分, 其主要作用是支撑上部结构的荷载作用, 进而将这部分荷栽作用传递到桥墩 。对双柱式钻孔灌注桩桥 梁盖梁 进 行 内力计 算 。
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关键 词 : 柱式 ; 梁 ; 双 桥 盖梁 ; 内力
Ab t a t a e m s a mp ra t p r o h r g ,i n n oe i o s p o te u p r sr cu e o h o d h n t i p r o h la t n fr sr c :C p b a a n i o tn a t f te b i e t mi rl s t u p  ̄ h p e t t r f te l a ,t e h s a t f te o d r s d s u a e t h ir n t i p p r b rd e a e ms o o b e c lmn n e i k n en l fr e c l ua in o t e p e.I h s a e,t e b i g s c p b a f d u l ou s b r d p l ma e i tr a o c ac l t . e o Ke r s o be c lmn b d e c p b a itma o c y wo d :d u l o u ; r g ; a e m; e lfr e i n
钢筋混凝土双柱式墩计算探讨
钢筋混凝土双柱式墩计算探讨黄飞星【摘要】桥墩虽有一定的柔性,但是由温度等因素带来的较大次内力仍不能忽视.以某钢筋混凝土双柱式桥墩为例,详细介绍高墩分析中竖向荷载和水平荷载计算原理,为类似工程提供借鉴.【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2015(038)011【总页数】2页(P111,113)【关键词】钢筋混凝土;双柱式桥墩;竖向荷载;水平荷载【作者】黄飞星【作者单位】苏州交通工程集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】U448利用墩的柔性可以部分抵消温差和徐变等因素引起的位移,钢筋混凝土桥墩可以在大跨桥梁中应用,桥墩虽有一定的柔性,但是由温度等因素带来的较大次内力仍不能忽视。
本文针对某钢筋混凝土双柱式高墩进行计算探讨,详细介绍高墩分析中竖向荷载和水平荷载计算原理为后期结构的安全使用性能的保障提供依据。
桥址处于高低路堤,碎石质土,桩基处为中风化灰岩。
大桥分左右两幅,全长420 m。
上部为桥面连续的简支梁结构,按桥面伸缩缝位置将桥面结构分为3联,其中0#墩~4#墩为第一联,4#墩~9#墩为第二联,9#墩~14#墩为第三联。
各幅桥面为单向三车道,净宽10.25 m,设计荷载为公路—Ⅰ级。
主梁采用采用14×30 m预应力混凝土简支T梁。
下部结构桥墩采用钢筋混凝土双柱式墩,钻(挖)孔灌注桩基础,桥台采用柱式桥台、挖孔灌注桩基础。
两岸桥台处设80型型钢伸缩缝,4#、9#墩处设160型型钢伸缩缝。
桥面铺装为10 cmC40混凝土+10 cm沥青混凝土。
该桥右幅线12#墩位于从桩号为K044+535处起的桥面第三联,该联下部共六个墩,其中9#,14#墩墩顶设置四氟滑板橡胶支座,10#、11#、12#、13#墩墩顶设置板式橡胶支座,该联的设计桥型布置如图1所示。
大桥右幅12#墩在桩基施工过程中为了便于冲孔,将地表从该墩的原地面线下挖去一定深度的土层作为冲孔平台。
12#墩详细情况如图2所示。
12#墩分为左右两柱,中距7 m;因计算需要,把左柱和右柱分为三个控制截面分别计算其内力。
浅谈柱式墩盖梁的内力计算
福建省确立海峡西岸经济区建设总的目标是:通过 10~15 年的努力,海峡西岸产业 群、港口群、城市群发展壮大,速度、质量、效益进一步协调,人口、资源、环境进一步协调, 民主法制进一步健全,文化更加繁荣,社会更加和谐,人民安居乐业,经济社会发展走在全 国前列,成为服务祖国统一大业的前沿平台。
Elementary Discussion on Internal Force Calculation of Column Pier Cover Beam !!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Ma Lin, Zhao Xingzhong(66) Abstract: The article calculates the internal forces of cover beams under two different calculation modes by the analysis of finite elements. The analysis makes clear that when considering the rigidity influence of upright column, the internal force of cover beam will be secondarily distributed so as to make the positive moment in the span decrease and the negative moment support increase, and this kind of effect is more obvious with the increment of linear stiffness ratio of the upright column and cover beam. In the engineering practice and as the factors of the constructing period limit, it can be to use the simplified double- cantilever simple- support beam (continuous beam) pattern when the linear stiffness ratio of the upright column and cover beam is larger than 2, but it should be properly enhanced on the support and the section in the span. Keywords: cover beam, analysis of finite element, linear stiffness ratio
柱式桥墩盖梁计算方法探讨
统简化算法在计算作 用在 盖梁上 的活载效应 时, 首先选定特定 的几种 横
向加载位置 ( 对称和 非对称) , 根据主粱 的纵 向位 置选择相应 的计 算方 法 计算横 向分布系数后口 , 求出支座的最大支反力作为盖梁的活载。
图 1 影 响 线 直 接 加 载 法 模 型
1 - 2 影 响 线直 接加 载 法
比 Ⅲ L ‘ 忏 二 址比
1 . 1传统简化算法
传统简化算法是基于现行设计规范形成的方法 。 现行规 范规 定l 1 l , 墩 台盖梁与柱应按 刚构计算 , 而 当盖梁与柱 的线刚度 ( E I / 1 ) 之 比大于 5时,
双柱式墩 台盖梁可按 简支 梁计算 , 多柱式墩其建模方便 快捷 的优势 得到广泛 的应用 。实际工程
中, 对 于城 镇 附近 对 景 观要 求 较 高 的 桥 梁 , 出于外形美观考虑 , 设 计 通 常
兰 传 统 简 化 算 法 影 响 线 直 接 加 载 法 空 间 模 型 计 算 法
- 3 9 6 6 8 - 2 5 4 7 — 4 8 3 o 4 一l O 9 7 O - 2 5 4 4 O — 1 7 5 4 - 4 8 4 3 5 一 1 0 4 7 0 - 2 7 4 9 5 — 1 1 2 9 - 4 6 8 3 3 — 1 0 0 4 7
无法模拟 圆弧式变截 面, 在本模 型中挑臂段暂 以线性变截 面代替 , 经计
算, 由 此 造 成 盖 梁 自重 增 加 5 %左 右 。 三 种 方 法 的 内 力计 算 结果 汇 总如 表 1 。
3 结 论
综合上文论述 , 结合实 际计算 案例 , 可得到以下结论: ( 1 ) 对 于常规 的普 通钢筋 混凝土双 柱式 桥墩盖梁 , 采用 桥梁通 软件 建立传统简化模 型进 行计算, 可满足工程精度要求 。 ( 2 ) 对 于预应 力混凝土双 柱式桥 墩盖梁 ( 小柱距 大挑 臂双柱 墩盖梁 除外) , 可提取桥梁通计算得 到的支座反力 , 然后用桥梁博 士建立平面简
双柱式桥墩盖梁内力计算模型的研究
弯 矩 / (kN·m )
间 距 /m
跨中
柱边
柱边
0.35 0.65 0.5 0.45
8×0.2
6 000
0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25
3 000 0
-3 000 -6 000
刚架空间模型 刚架杆系模型 优化刚架杆系模型 双悬臂简支模型
图 2 最 不 利 组 合 竖 向 弯 矩 图
(3)采用双 悬 臂 简 支 梁 模 型 计 算 时 (盖 梁 与 柱 的 线刚度之比约 等 于 2),盖 梁 跨 中 弯 矩 计 算 结 果 偏 小, 跨 中 截 面 强 度 需 要 提 高 16.6% 才 能 满 足 规 范 要 求 。
(4)优化刚架杆系模型的支点弯矩计算结 果 比刚 架空间计算模型组合弯矩值大27.7% 左右,计算误差 相对较 小;跨 中 弯 矩 值 大 4.4% ,计 算 误 差 很 小。 可 见,优化刚 架 杆 系 计 算 模 型 的 计 算 结 果 较 准 确,偏 安 全 ,且 计 算 建 模 简 单 。
第31卷 第6期 2 0 1 1 年 1 2 月
双柱式桥墩盖梁内力计算模型探讨
李杰
(中国市政工程中南设计研究总院,湖北 武汉 430010)
摘要:双柱式盖梁是预制梁桥常 见 下 构 形 式,JTG D62-2004《公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力混凝土桥梁设计规范》(简称“桥梁规范”)规 定 墩 台 盖 梁 与 柱 应 按 刚 构 计 算 ,对 柱 宽 的 消 峰 影响作用考虑不够,导致设计偏于保守,不够经济。笔者采 用“Midas Civil”分 析 计 算 软 件,对 双柱式盖梁按刚架空间模型、刚架杆系模型、优 化 刚 架 杆 系 模 型 及 双 悬 臂 简 支 模 型 进 行 内 力 分 析 ,得 出 “优 化 刚 架 杆 系 模 型 ”建 模 简 单 ,并 且 盖 梁 内 力 计 算 结 果 与 刚 架 空 间 模 型 更 相 符 ,跨 中 正 弯 矩 计 算 误 差 5% 以 内 ,负 弯 矩 计 算 误 差 28% 以 内 ,修 正 了 “桥 梁 规 范 ”中 的 不 足 之 处 。
盖梁计算模型探讨
P3 1 273
P4 1 327
使用桥梁通 7 .78 建立传统计算模型如图 2 所示 (计算结果见表 3)。
车荷载 , 利用桥梁博士的 横向加载功能进行分析计 算[ 5] 。本文使用 桥梁博 士 3 .0 对 实例 进行建 模计 算 , 模型如图 3 所示 。 上部结构 恒载按支座实际作 用位置及大小以集中力形式加在相应节点 位置 , 盖 梁自重由程序自行计入考虑, 活载使用横向加载 (计算结果见表3)。
表 1 线刚度计算表
盖梁线刚度
立柱线刚度
盖梁与立柱线刚度比
1 701 .49
512 .92
3 .32
将上部结构 、附属设施及考虑荷载横向分布后的 汽车作用等按文献[ 2] 规范进行组合 , 得到最不利的 数值见表 2 所列 。
表 2 盖梁上部荷载作用值
荷载 作用值/ kN
P1 1 327
P2 1 273
〔参考文献〕
[ 1] 马二顺 .高速公路 隧道照明 节能研究[ J] .工程与建 设 , 2010 , 24 (2):233 -235 .
[ 2] J TJ 026 .1 -1999 , 公路隧道通风照明设计规范[ S] . [ 3] J T/ T 609 -2004 , 公路隧道照明灯具[ S] . [ 4] 刘 衍 .高速公路隧道 照明及节 电措施[ J] .本溪冶金 高等专科
盖梁是桥梁结构中重要的受力部件 , 起着连接上 下部结构的重要作用 , 它一方面承受着上部构造的恒 载以及主梁传递给它的活载效应 , 另一方面将这些荷 载传递给桥墩和基础 。由于桥梁的跨径 、桥宽 、斜度 、 桥墩间距 、荷载标准 、布载方式的不同 , 盖梁的配筋很 难套用标准图和通用 图 , 需建 模进行内力计算 。 因 此 , 盖梁计算模型的建立 , 在整个盖梁计算过程中很 重要 。盖梁的计算要点就是如何建立准确而且简化 的计算模型 。
双柱式钻孔灌注桩桥盖梁荷载内力计算.doc
双柱式钻孔灌注桩桥盖梁荷载内力计算科工1程I科;技双柱式钻孔灌注桩桥盖梁荷载内力计算邵家邦f四川建筑职业技术学院,四川德阳618000)摘要:盖梁作为桥梁重要的组成部分,其主要作用是支撑上部结构的荷载作用,进而将这部分荷栽作用传递到桥墩.对双柱式钻孔灌注桩桥梁盖梁进行内力计算.关键词:双柱式;桥梁;盖梁;内力Abstract:Capbeamasanimportantpartofthebridge,itsnminroleistosuppo~theupperstruct ureoftheload,thenthispartoftheloadtransfertothepier.Inthispaper,tbebridgescapbeamsofdoublecolumnsbnredpilemakeinternalforce calculation.Keywords:doublecolumn;bridge;capbeam;intemalforce1基本资料某预应力混凝土T型粱桥,梁长25m,计算跨径24.5m,五梁式四空桥面连续,各墩设置橡胶板式支座,盖梁,墩身,承台及桩都用25号混凝土.桥面宽I1m,分离式桥.公路一I级,设汁抗震基本裂度:八级没防2内力计算2.1垂直荷载计算2.11恒载计算21.2活载计算荷载对称布置用杠仟法,非对称布置用钢结梁法a.单列车对称布置:or),7'o:,7:,7l2o-o,73=1.2(130—130)~220b.双列车对称布蚩0.59l1,It=0;,7:=4..l:×—(1—95~-65).59l士;n=5;e=435;2=蜥+卅4oo0:一-亟=ol573:,7-=410x220 54840003UL^J:86=5十41484000_().20=44000=0.014;,『:1~410x440:一0.173.5484000c1.双列汽车非对称霞:n=5;e=255;2∑"220十44o484000;==1+一;2oo=一o841255x440=~0.032—表2活载反力汇总一b载559763荷载双列对称布置38364397768荷载双列非对称布簧581508+2598l2792io8t26921755976339776838364921.O8I1+3I1412711948五76830626363845l6689弯矩M自t18o17—248359o839572390925225. (KNm)M0000299060—199373539732616567902 M…一I8017323895—208457445456517493127t左一18017—270898216921384000右一1801727089362882l384000剪力矗000~199373519937352594346992659rKN1右一1993735~19937352594346992659—992658 V左一l80l7~202082420759O42808l86992659右一20ll752~202082429572261206499—992658a.顺桥单孑L单列荷载:‰=lX25/24.75:1.014;BO;B2=390.162KN;B=390.162KN.b,顺桥双孔荷载:B=1039.046KN.2.1.2.3活载反力汇总(见表2)非对称偏心受压情况略.2.2荷载荷载组合计算2.21冲击系数::O.1767lnf_0.0157=1_3.2.2.2双柱反力G计算:组合4:G=1/620表1盖梁自重及其内力f750R1+530R2+310R3+901t.一130R5)=2037.157KN;G2=2037.157KN.组合5:Gl=2590.885KN;G2=2590.885KN.由双列非对称布置控制设计.2.2_3内力计算a.弯矩计算:Ml—l=0;M—Rx0.5;M}3=一R:×1_3;M44=一置×2.20+Glx0.90;M~-5=一R×4.40+Gx2.90一x2.20.b.剪力计算:截面1-I:V=0;V=占:一R1;截面2-2:V左=V右=一Rl;截面3-3:V左=一RlV右=Gl—R1:截面4-4:V左=G广Rl;V右=G广R1一RrR3.截面3—3,4-4,5-5的剪力略.c.盖梁内力f汇总如表4).参考文献f11叶见曙.结构设计原理(第二(下转279页)一278一l2345工I程l科f技科建筑工程中填充墙砌体拉结筋''植筋法"施工工艺探析丁冰孔谦(黑龙江省林业设计研究院,黑龙江哈尔滨150000)摘要:"植筋法"施工填充墙拉结筋,拉结筋定位准确,方便墙体砌筑.不直接预埋拉结筋,也不需事先在钢筋混凝土结构柱(墙)中设置埋件,而且可以按砌块模数进行位置设置,与预埋方法比较,不需模板钻孔穿筋,而且避免了因混凝土施工时,由于振捣等原因而造成的预埋件位置不准确,拉结筋施工时剔凿过深或面积过大.影响主筋保护层和削弱混凝土结构断面尺寸等问题.关键词:填充墙;拉结筋;植筋;植筋胶1技术优势与原理1.1技术特点1.1.1"植筋法"施工填充墙拉结筋,拉结筋定位准确,方便墙体砌筑.不直接预理拉结筋,也不需事先在钢筋混凝土结构柱(墙)中设置埋件,而且可以按砌块模数进行位置设置,与预理方法比较,不需模板钻孔穿筋,而且避免了因混凝土施工时,由于振捣等原因而造成的预埋埋件位置不准确,拉结筋施工时剔凿过深或面积过大,影响主筋保护层和削弱混凝土结构断面尺寸等问题.1.1.2"植筋法"施工拉结筋,不用为寻找焊接拉结筋的埋件而剔凿混凝土,可以保证混凝土结构表面观感质量,做到文明施工.1.2工艺原理钢筋混凝土结构柱(墙)施工时不进行拉结筋或其埋件的预埋,在填充墙砌体砌筑前采用"植筋法"进行拉结筋的后植入(锚固)施工,在墙体拉结筋位置钻孔,注胶并植入拉结筋,利用化学锚固胶作为拉结筋与柱(墙)混凝土的粘合剂,保证拉结筋与柱(墙)混凝土的可靠粘接,从而减轻对原结构构件的损伤,并保证拉结筋根据砌块模数确定的正确位置.使设计溅构造)拉结筋与原结构柱(墙)混凝土的粘拉强度达到设计(或规范)要求,拉结筋上的拉力通过化学粘拉剂向混凝土柱(墙)中传递. 2工艺流程及施工操作要点2.1工艺流程.弹线定位一钻孔一清孔一配胶一注胶一植筋一检查验收.2.2施工操作要点.钢筋混凝土结构施工完毕后,在填充墙砌体施工前,进行拉结筋的施工."植筋法"施工拉结筋主要工艺如下.2.2.1弹线定位.对照施工图.在填充墙与柱或墙想连接的结构表面,按设计或构造要求在设置拉结筋的位置,沿高度方向进行弹线,先弹竖线, 再弹横线,横竖线相交部位,即为拉结筋的钻孔位置.2.2.2钻孔.根据弹出的钻孔位置,用冲击钻钻孔,孔深和孔径按设计要求确定.如设计无要求时,孔深按≥15d考虑.一般采用l0oⅫn.孔径按d+ 2~4ram控制,一般采用10mm.钻孔时要使用冲击钻垂直于结构表面均匀钻人,以便控制钻孔的垂直.孔深用冲击钻上顶杆控制.如钻孔时遇到柱(墙)主筋,可把钻孔位置水平平移一个钢筋直径的位置,重新钻人,原钻出的未成型废孔用1:1水泥砂浆筋钻孔位置有可能重合,则需根据砌块模数适当调整箍筋或混凝土墙体水平筋.根据灰缝大小适当调整钻孔位置.废孔仍采用前面所述方法进行处理.2.2.3清孔.钻孔完成一个结构面后,可进行清孔操作.清孔的目的是要吹清内粉尘,采用专用毛刷和吹风机(橡皮气囊,手推式气筒或手动,电动吹风机)配合进行.清孔时用"四吹三刷"法,即先吹清孔浮尘,然后用专用毛刷清刷孔壁,清刷时毛刷在孔内抽拉转动,如此反复吹刷,清理干净孔内无法达到设计的粘结强度,影响拉结质量,所以在清孔时严禁用水冲刷;当前市场上也有一些植筋胶产品不怕水,如"固立特拉结筋用植筋胶",植筋孔内潮湿,有水不妨碍施工,使用这类植筋胶可以用水辅助清孔,是否可用水辅助清孔,可参照选用产品的使用说明书灵活掌握.2.2.4配胶.如果植筋胶是双组份的液体胶.则需进行现场配胶.配胶前要进行植筋准备工作的检查,保证钻孔,清孔工作已完成一个施工段,并已组织验收.做好隐蔽工程验收记录.同时拉结钢筋已准备就绪,达到植筋操作准备工作要求.配胶要根据所划分的施工段用量进行配制.配胶比例可按选用的植筋说明书进行配制,并在说明书规定时间内用完.以大连中科建筑结构胶业有限公司生产的JGN—II型建筑结构粘合剂为例,配胶时把甲,乙两种组份按4:1的比例倒人容器,搅拌均匀,并按要求在3O分钟内用完.另外.现在市场上也有一些不需要现场配胶的产品.如"固立特拉结筋用植筋胶"就不需现场配制,而且该产品专为植拉结筋设计,其规格为7mmx7mm,特别适合于直径为6mm的拉结筋施工.另外该产品不怕水,植筋孔内潮湿,有水不妨碍施工.在使用前要先把植筋胶放入水中浸泡至无气泡冒出(约10秒种).2.2.5注胶.根据产品说明书确定具体方法.一般液体状胶可用手持式自动压力灌浆器进行注胶操作.拉动拉杆,将配好的植筋胶拌合物吸人内囊,注胶时要注意排除钻孔内的空气.将注胶咀伸人钻好的植筋孔中约8em左右,推动拉杆使胶料注入孔内,边推拉杆边向孔外拔灌浆器,直至灌浆器注胶咀抽出至离孔口1/3孔深(约3em左右)时方可停止注胶,以植入拉结筋后胶液略有被挤出为度.一次配好的植筋胶拌合物注胶完成后,应把套筒,弹簧,拉杆用丙酮清洗干净.以利再用."固立特拉结筋用植筋胶"不需用灌浆器注胶,只需将泡好的植筋胶放人待植筋孔内,剂量多少以钢筋植入时微有溢出为准.2.2.6植筋.植筋应在注胶完成后立即进行.为保证胶体饱满,注胶完成后.将加工好的拉结筋植入端蘸少许胶液("固立特拉结筋用植筋胶"等非液体胶除外)援缓插入植筋孔.操作时要边插人边沿一定方向转动多次,以使植筋胶与拉结筋和混凝土孔壁表面粘结密实.拉结筋在植筋施工前应彻底清除表面附着物,浮锈和油污.拉结筋要插入孔道最深入,常温下保证24h不扰动(时间按植筋胶说明书控制),达到要求后方可进行填充墙体砌筑施工.2.2.7检查验收.按植筋胶说明书介绍的产品凝胶时间和固化时问,一般l5分种和1小时,植筋到位后,凝胶前要派专人现场看护施工完的拉结筋,严防碰撞;胶体完全固化后方可进行拉拔试验. 采用非破坏性检验.试验值达到设计要求后卸荷. 如设计无要求.可参照《混凝土结构后锚固技术规程))(JGJ145—2004)附录A执行.植筋过程完成后,专业工长要对所有拉结筋进行检查,检查合格填写钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录表,然后请专业质检员进行验收核定,核定无误后报请现场监理工程师进行验收, 并在钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录3机具设备钢卷尺,墨线盒,红蓝铅笔,冲击钻,专用毛刷,吹风机(橡皮气囊,手推式气筒,手动或电动吹风机),铁桶或塑料桶(配胶容器)搅拌棒,手持式自动压力灌浆器,钢丝刷,脱籽棉球等.4质量要求4.1主控项目4.1.1钻孔孔径符合设计要求及有关规定.4.1.2钻孔内应清理干净,无粉尘,植筋胶产品要求孔道干燥的要保持孔道干燥.4.2一般项目4.2.1钻孔位置应符合设计件句造)要求和砌块模数.4.2.2钻孔深度允许偏差为(+20ram,0mm),水平度允许偏差为5mm,位置允许偏差为5mm.参考文献【l】张立人_建筑结构检测,鉴定与加固[M].武汉:武汉理工大学出版社.2003.77—79.【2】江见鲸.建筑工程事故分析与处理【MJ.北京:中国建筑工业出版社.2004.45-46.f3IT先进.填充墙砌体拉结筋"植筋法"施工法叨.宿迁市建筑业,2006,f3):l2—21.{上接278页)版)【M】.北京:人民交通出版社,20o5.[2】姚玲森.桥梁工程(第一版)【M】.北京:人民交通出版社,2o05.【3】黄侨,王永平.桥梁混凝土结构设计原理计算示例【M1.北京:人民交通出版社,2o05.【4】江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册一墩台与基础【M】.北京:人民交通出版社,1994.作者简介:邵家邦(1982~),男,辽宁鞍山人,硕士,助教,主要从事土木工程教学与科研工作.一279-。
运用桥梁通软件对双柱式盖梁配筋设计计算及校核验算分析
运用桥梁通软件对双柱式盖梁配筋设计计算及校核验算分析摘要:盖梁是连接桥梁上部和下部结构的重要组成部分,盖梁的设计计算,在整个桥梁设计中特别重要,由于活载组合的多样性使得盖梁受力情况较为复杂,计算也十分繁琐,因此,本文运用桥梁通软件对双柱式盖梁配筋设计计算和校核验算进行了分析。
关键词:盖梁计算模型桥梁通内力分析在设计中,由于桥梁的跨径、斜度、桥宽及车辆荷载标准的变化,对盖梁设计的影响非常大,很难全然套用标准图和通用型图,盖梁设计的标准化程度很低,经常不为标准设计,须要对盖梁展开较多的排序,所以盖梁设计就是桥梁设计的一个关键部分。
1.1计算依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtgd62-2021)》规定[1]:对于双柱式桥墩,当盖梁的钢度与墩柱的线钢度比大于5时,为简化计算可以忽略节点不均衡弯矩的分配及传递,一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配筋,多柱式的盖梁可按连续梁计算,当盖梁计算跨径l与梁高h之比,简支梁2.05.0时,则按一般构件计算。
1.2内力排序恒载主要包括上部梁重、桥面铺装、防撞护栏、人行道、路灯、管线、支座、垫块及盖梁自重,跨铁路桥还包括桥上防护网等相关设施,活载计算中需考虑的主要状况有:单列车对称布置、非对称布置,双列车及多列车对称布置、非对称布置,最后进行车道折减,取计算最大值。
在顺桥向活载移动情况下,需选取单孔活载和双孔活载两种状况,每种状况又相应分为单列车和多列车情况,分别计算出纵向支座活载反力最大值,用于盖梁的内力计算。
然后根据活载横向分配系数,求出活载作用下各支座反力的最大值,再求出活载作用下盖梁各控制截面相应的内力值。
最后把上述求得的恒载内力及活载最大状况内力进行组合,以确定盖梁最终极限内力效应值[2]。
需要说明的是,在盖梁内力计算时,可考虑桩柱支承宽度对削减负弯矩尖峰的影响。
桥梁通在软件的盖梁排序原理同传统的计算方法基本一致,对于普通钢筋混凝土盖梁可以轻易使用桥梁通在软件展开盖梁内力排序及构件求函数[3]。
某双柱式盖梁计算探讨
盖梁计算是否可完全参照文献[] 1有待讨论[] 2 。本文
依托 宁波市 轨道交通 2号线工程项 目中道 岔处 的双柱 式盖 梁 , 建立盖梁 的双悬臂 刚架模 型 和外 伸梁模 型 , 对 比两 种计 算模 式 的差异 , 并得 到 盖梁 与柱 的线 刚度 比 对 盖梁 内力 的影 响 , 为广大桥梁设 计人员提供参 考 。
[3 王 6
君, 寇社民. 王快水库除 险加 固工程堆石坝填 筑压实质量控
制及新方法应用 [] 河北水利水 电技术 ,0 3 5 :9 o J. 2 0 ( ) 4 —5.
[ 3 植凯文. 7 浅谈中小 型水 库混凝 土面板堆石 坝填筑施工 [ ] 科技 J.
资 讯 ,0 9 2 ) 1 5 2 0 ( 3 :3.
活 载 比轨 道交通 高 架桥 小 , 另一方 面通 常公 路 桥梁 的
墩柱尺 寸 比轨道交通 高架小 , 1 1L L 和 . 5 相差不 大 。公路桥梁 中外伸梁模 型的计算跨径对盖梁 内力 的影 响没 有轨 道交 通高架 桥 中明显 。 ( 转第 5 9页 ) 下 5
《 工程与建设》 2 1 年第 2 02 6卷第 4 期 49 9
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24 0 8
2】O 2
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18 5 5 16 9 4
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74 9 8
由 于本双 柱式 盖梁 位 于道岔 位置 , 上采 用碎 石 梁 道床 , 活荷 载考 虑 三线 活 载 , 因此 上 部 结 构 的二 期恒 载 和活 荷载 较大 。公 路桥 梁 中一 方 面 上 部 结 构 的恒
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根据“刚梁刚塔柔索”的结构特点,采用“先塔再梁 践表明:梁拱组合体系桥具有诸多优点,是一种经济、
后索”的施工方案,具体为:1)支架法分段现浇主墩墩 实用、美观的桥型,具有一定的推广应用价值。
柱、主墩系梁和 刚 架 塔 座 形 成 “▽”形 结 构;2)支 架 安 装刚架塔 A 段,浇筑 段 内 填 混 凝 土,完 成 刚 架 塔 A 段 内钢-混段施工,主 墩 支 架 脱 架;3)依 次 支 架 安 装 刚 架塔 B~E 段;4)支 架 安 装 刚 架 塔 合 龙 段 F 段,拆 除 刚 架 塔 施 工 支 架 ;5)依 次 支 架 浇 筑0~4 号 块 箱 ;6)安
模 型 (2)、(3)、(4)与 (1)相 比 较 ,弯 矩 、剪 力 峰 值 的 计 算 误 差 见 表 2。
表 2 盖 梁 弯 矩 、剪 力 计 算 结 果 比 较
{[(2)-(1)]/ {[(3)-(1)]/ {[(4)-(1)]/
计算误差
(1)}/%
(1)}/%
(1)}/%
Mmax
6.6
三 角 刚 架 悬 吊 连 续 梁 组 合 桥 采 用 “刚 梁 刚 塔 柔 索 ”
设 计 思 路 ,使 该 桥 型 具 有 优 良 的 力 学 性 能 ,良 好 的 整 体
6 施工方案
性、耐久性以及优美 流 畅 的 造 型;该 桥 施 工 较 为 灵 活, 吊杆更换方便。五渡 桥 建 成 通 车 后 运 营 状 态 良 好,实
参考文献:
[1] 金成棣.预 应 力 混 凝 土 梁 拱 组 合 桥 梁———设 计 研 究 与 实 践 [M].北 京 :人 民 交 通 出 版 社 ,2001.
[2] 邵 旭 东 .桥 梁 设 计 百 问 [M].北 京 :人 民 交 通 出 版 社 ,2003. [3] 范 立 础 .桥 梁 工 程 [M].北 京 :人 民 交 通 出 版 社 ,1988.
(4)双悬臂 简 支 模 型:盖 梁 按 照 杆 系 建 模 方 式 划 分 计 算 单 元 ,在 立 柱 与 盖 梁 相 交 点 设 置 支 撑 点 ,不 考 虑
表 1 4 种 计 算 模 型 最 不 利 组 合 弯 矩 、剪 力 峰 值
计算模型
Mmax/
Mmin/
(kN·m) (kN·m)
Qmax/ kN
(2)刚架杆 系 模 型:不 考 虑 盖 梁 和 立 柱 的 截 面 宽 度 ,沿 盖 梁 顶 端 中 线 和 立 柱 中 线 划 分 计 算 单 元 ,并 且 盖 梁与立柱相交点采用固结方式连接。
(3)优化刚 架 杆 系 模 型:考 虑 立 柱 的 实 际 支 撑 宽 度 影 响 ,在 立 柱 范 围 内 考 虑 两 个 支 撑 点 ,支 撑 点 位 置 假 定位于立柱边缘,每 个 支 撑 点 立 柱 截 面 的 宽 度 与 实 际 立柱宽度一致,其 高 度 按 照 等 刚 度 原 理 计 算 确 定。 计 算模型建立方式与刚架杆系模型相同。
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5.3 索 力 分 析 运营阶段拉索最大索 力 值 为 2 090kN,最 小 索 力
7 结语
为 1 750kN,索 力 幅 值 为 340kN,拉 索 应 力 幅 值 较 小 , 充 分 证 明 了 该 桥 型 方 案 “刚 梁 刚 塔 柔 索 ”的 特 点 。
弯 矩 / (kN·m )
间 距 /m
跨中
柱边
柱边
0.35 0.65 0.5 0.45
8×0.2
6 000
0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25
3 000 0
-3 000 -6 000
刚架空间模型 刚架杆系模型 优化刚架杆系模型 双悬臂简支模型
图 2 最 不 利 组 合 竖 向 弯 矩 图
关 键 词 :盖 梁 ;计 算 模 型 ;内 力 分 析
双柱式盖梁结构 因 其 简 洁 的 造 型 及 成 熟、便 利 的 施工工艺在高速公路及城市道路桥梁中使用最广。盖 梁作为桥梁下构重要 的 承 重 构 件,它 承 受 着 上 部 构 造 的恒载以及主梁传递 给 它 的 活 载 效 应,并 将 这 些 荷 载 传递给桥墩。如文献[3]、[4]、[5]等 国 内 外 有 关 盖 梁 内 力 分 析 研 究 的 论 文 较 多 ,他 们 侧 重 理 论 研 究 分 析 ,或 者 盖 梁 与 柱 的 线 刚 度 (EI/l)比 对 盖 梁 内 力 计 算 的 影 响 等。该文则以常用的 双 柱 式 盖 梁 作 为 研 究 对 象,用 有 限元计算方法对盖梁内力进行仿真分析,以校正 JTG
(1)由图3及表2可见:在4 种不同计算模型中, 盖 梁 剪 力 的 计 算 结 果 误 差 较 小 (最 大 误 差 为 -7.3% ), 但 是 ,正 剪 力 至 负 剪 力 的 过 渡 方 式 不 同 。
18 2 中 外 公 路 第 31 卷
4种计算模型,盖梁最不利组 合 弯 矩、剪 力 图 见 图 2、3。
在 4 种 计 算 模 型 分 析 中,盖 梁 与 柱 不 同 线 刚 度 (EI/l)比(λ)的跨 中 最 大 正 弯 矩 和 支 点 最 大 负 弯 矩 影 响线如图4所示。
由 图 4 可 见 ,当λ<2.0 时 ,(1)、(2)模 型 弯 矩 数 值 变化明显,主要由 于 温 度 作 用 影 响。 随 着 盖 梁 与 柱 的 线刚度比(λ)变 化,模 型 (1)、(3)的 计 算 结 果 仍 然 更 相符。
间 距 /m
跨中
柱边
柱边
0.35 0.65 0.5 0.45
8×0.2
0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25
6 000
3 000 0
-3 000 -6 000
刚架空间模型 刚架杆系模型 优化刚架杆系模型
163.0%);盖梁跨中正 弯 矩 的 计 算 结 果 误 差 相 对 较 小 (最 大 误 差 为 -16.6% )。
计 算 示 例 只 考 虑 恒 载 、汽 车 荷 载 、横 桥 向 水 平 力 和
160
温度荷载,其 他 荷 载 忽 略 不 计。4 种 计 算 模 型 最 不 利
组 合 弯 矩 、剪 力 峰 值 见 表 1。
图 1 桥 墩 盖 梁 构 造 图 (单 位 :cm)
2 设计方法及计算模型
“桥梁规 范 ”规 定:墩 台 盖 梁 与 柱 应 按 刚 构 计 算。 当盖梁与柱的线刚度 (EI/l)之 比 大 于 5 时,双 柱 式 墩 台盖梁可按简支梁计 算,多 柱 式 墩 台 盖 梁 可 按 连 续 梁 计 算 。 计 算 连 续 盖 梁 支 座 负 弯 矩 时 ,可 按 规 范 第4.2.4 条的规定考虑柱支承 宽 度 的 影 响,圆 形 截 面 柱 可 换 算 为 边 长 等 于 0.8 倍 直 径 的 方 形 截 面 柱 。
4.4
-16.6
Mmin 163.0(136.6)
27.7 156.4(130.8)
Qmax
5.1
4.6
5.0
Qmin
-4.1
-7.3
-4.4
注:1)计算 误 差 为 计 算 模 型 弯 矩、剪 力 值 比 较 的 结 果 ;2) 括号内数值为按照“桥 梁 规 范 ”第 4.2.4 条 考 虑 弯 矩 折 减 后 的 计算结果;3)数值正值表示相 对 实 体 结 构 增 加,带 负 号 表 示 相 对实体结构减小。
(3)采用双 悬 臂 简 支 梁 模 型 计 算 时 (盖 梁 与 柱 的 线刚度之比约 等 于 2),盖 梁 跨 中 弯 矩 计 算 结 果 偏 小, 跨 中 截 面 强 度 需 要 提 高 16.6% 才 能 满 足 规 范 要 求 。
(4)优化刚架杆系模型的支点弯矩计算结 果 比刚 架空间计算模型组合弯矩值大27.7% 左右,计算误差 相对较 小;跨 中 弯 矩 值 大 4.4% ,计 算 误 差 很 小。 可 见,优化刚 架 杆 系 计 算 模 型 的 计 算 结 果 较 准 确,偏 安 全 ,且 计 算 建 模 简 单 。
装 中 跨 吊 杆 ,张 拉 吊 杆 ;7)支 架 浇 筑 主 梁 跨 中 合 龙 段 。
[4] 许福友,张哲,黄才良,等.斜拉 - 悬 吊 协 作 体 系 桥 工 程 应 用 及 特 点 分 析 [J].中 外 公 路 ,2009(1).
收 稿 日 期 :2011-05-10 作 者 简 介 :李 杰 ,男 ,大 学 本 科 ,高 级 工 程 师 .E-mail:414016712@qq.com
Qmin/ kN
(1) (2) (3) (4)
4 183.2 4 460.6 4 366.3 3 489.8
-2 593.1 2 960.5 -5 394.5 -6 818.1 3 110.8 -5 175.0 -3 311.9 3 097.7 -5 002.0 -6 649.5 3 109.5 -5 155.2
D62-2004《公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 设 计 规 范 》中 有 关 盖 梁 计 算 的 规 定 。
1 结构概况
示例为 两 跨 30 m 先 简 支 后 连 续 小 箱 梁 桥,桥 面 宽15.5 m,横 向 布 置 为 5 片 小 箱 梁,桥 墩 采 用 双 柱 式 桥墩,柱高10 m。其盖梁与柱的线刚度(EI/l)之比约 等于2 。双柱式桥墩结构尺寸如图1所示。
2011年 第6期
李 杰 :双 柱 式 桥 墩 盖 梁 内 力 计 算 模 型 探 讨
1 380 6550 250 50 250 50 250 50 250 50 65
180
立柱的宽度和刚度。
50 50
3 计算结果及分析