V形墩连续刚构桥设计与分析

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1、110桥梁结构城市道桥与防洪2014年8月第8期V形墩连续刚构桥设计与分析孙亚刚，匡虹桥，邢礼荣’(西安市政设计研究院有限公司，陕西西安710068)．摘要：涝河大桥是户县城市次干道漠陂路跨越涝河的控制性工程，是一座28m+49．5m+28m跨度的v形墩连续刚构桥。介绍了该桥的工程概况、结构设计及总体计算内容，有关经验可供相关专业人员参考。关键词：v形墩；连续刚构；桥梁设计中图分类号：．U448．23文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)08—0110-02道；人群荷载：3kN／m；1概述(3)桥面宽度：6m(人行道)+18m(行车道)+6m1．1工程概况(人行道

2、)=30m；涝河大桥是户县城市次干道漠陂路跨越涝河(4)地震：设防烈度7度，地震动峰值加速度的控制性工程，对缓解滨河新区过河通道交通压0．15g。力，加速新区发展，将发挥极其重要的交通走廊作2桥梁设计用。在充分考虑桥位特点、通航要求、桥型与周边环境协调等因素后，确定采用V形墩连续刚构桥，全桥采用28m+49．5m+28m一联的现浇变截n儿图1。面预应力混凝土V形墩连续刚构。上部结构横断面形式为分离式双箱双室截面，全宽30m。桥型布置及横断面见图2、图3。图1涝河大桥建筑整体效果图桥梁全长110．5m，桥面宽度30m。圈2桥型布置圈(单位"cm)1．2基本建设条件1，2跨中截面1：

3、lOO300o1，2桥墩截面1：lOO(1)气象。桥位处属暖热带半湿润大陆性季风1人行道。行丰道人行道J气候区，四季冷暖干湿分明，年平均气温13．5℃，极端最高气温43．0oC，极端最低气温一16．9℃。年—]r，]厂]厂～厂]r]250．1O50．200200-黑。平均相对湿度70％左右。(2)水文。所处河流坡降较小，河床比降1．5‰，桥梁流水侵蚀作用弱。桥位处百年一遇设计洪水位中H。oo=410．57m；一般冲刷深度3．2m，局部冲刷深度心3m。桥下不同航。IIJI线()Jtc：xJ)一qrr(3)地质。桥位处地貌属涝河河床及涝河一级lI—L_一L一阶地。河床地层主要为细砂和

4、粉质粘土。1．3主要技术标准图3标准横断面图(单位"cm)(1)设计洪水频率：1／100；主梁根部高度2．6m，主跨跨中及边跨支点梁(2)设计荷载：汽车荷载：城_A级，双向4车高1．5m，其间梁高按二次抛物线变化。V形墩墩顶箱梁设1．5m宽的横梁，边跨支点设1．5m宽的收稿日期：2014—04—14端横梁。主梁顶板厚0．24m；根部底板厚0．6m，主作者简介：孙亚刚(1979-)，男，陕西西安人，工程师，从事桥跨跨中及边跨支点底板厚0．22m，其间底板厚度梁的结构设计与结构理论研究工作。2014年8月第8期城市道桥与防洪桥梁结构111跨跨中及边跨支点底板厚0．22ITI，其间底板

5、厚度短期效应组合下应力O．54MPa，长期效应组合下按二次抛物线变化；跨中腹板厚0．5m，边支点及应力3．37MPa。附近腹板厚0．8In，中支点及附近腹板厚0．7m。为(2)下部桥墩．减小应力集中，箱梁底面与V形墩斜撑间设圆弧桥墩为偏心受压构件。墩顶截面最大裂缝宽度过渡。为0．09mm，墩底截面最大裂缝宽度为0．11mm。分离式单箱每箱室底板宽1O．5m；外悬臂宽4．3动力分析2．5ITI，悬臂端部厚0．21TI，根部厚O．5nl；内悬臂宽(1)自振分析21TI，悬臂端部厚0．35In，根部厚0．5In。两幅箱梁全桥前4阶模态自振频率和振型特性见表1。中间设lm的后浇带，后浇带

6、顶板厚度为0．35In。表1全桥前4阶自振频率和振型特性桥面横坡由桥墩横向变高形成，箱梁横向为等高阶数自振频率／Hz自振周期，s振型特性度。箱梁顶板线形与道路竖曲线线形一致。桥墩采用钢筋混凝土V形板式墩，单幅横桥向宽10．51TI，墩身厚1．11TI，V形墩夹角60。。V形墩与上部箱梁固结，桥台台帽与边跨箱梁间设圆板式橡胶支座。桥台采用柱式台。单幅桥墩基础采用6根直径1．5In的钻孔灌注桩，纵桥向呈两排布置。桩顶设钢筋混凝土承台，V形墩固结于承台上，使上下部联结为整体。全桥前4阶模态自振振型见图5～图8。承台厚2．5In。承台顶设墩座，与V形墩固结。桥台基础采用直径1．50ITI

7、的钻孔灌注桩基础。3施工方法桥梁分上下行两幅桥分别施工。桥梁上部结图51阶振型图构采用支架现浇法施工，一次落架成桥，再依次浇筑桥面铺装和安装人行道、栏杆等。4计算分析4．1计算模型图62阶振型图采用空间程序MIDAS／Civil2012建立有限元结构模型进行整体分析计算。上部主梁、下部v形桥墩均采用空间梁单元进行模拟，下部群桩采用百形双梁等效子结构模型模拟。结构离散图见图4，共划分为106个单元，117个节点。图73阶振型图图4结构离散图(单位：cm)4．2静力分析(1)上部主梁