异型门架式桥墩的设计

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1、134桥梁结构城市道桥与防洪2013年8月第8期异型门架式桥墩的设计李超(深圳市综合交通设计研究院，广东深圳518003)，摘要：该文通过对实际工程中几种异型门架式桥墩的设计、计算与分析，为桥梁跨越复杂路段的下部结构选型提供参考。关键词：门架式桥墩；设计；悬臂；地梁；土弹簧中图分类号：U443．2文献标识码：B文章编号：1009—7716(2013)08—0134—04表1N匝道满载、O匝道空载时墩柱裂缝宽度验算一览表0引言随着道路交通建设的不断发展，桥梁结构所跨越的路段也越来越复杂，使得桥梁下部结构的选型也多种多样，以下介绍在实际工程中遇到的几种异

2、型门架式桥墩的设计。1门架+大悬臂式桥墩的设计针对以上情况，核查计算文件，发现造成墩柱1．1设计概况弯矩较大的影响因素主要有：预应力钢束二次力、某桥墩位于深圳港西部港区疏港道路工程第收缩徐变、整体升温降温，以及不均匀沉降。由于2合同段兴海月亮湾立交N、0匝道共用墩，桥墩墩高较矮，使得门架的整体刚度比较大，因此，在编号N4、09。桥梁上部结构采用预制小箱梁，桥梁预应力钢束二次力、收缩徐变、整体升温降温，以下部跨越兴海支线地面市政路，桥墩采用门架+及不均匀沉降影响下会产生较大弯矩。同时，由于悬臂式结构，既能使结构轻盈美观，又能节约用上部结构恒载和活载均布

3、置在右侧墩柱附近，左地，尽量减少拆迁工程量。如图1所示。侧墩柱基本只承担盖梁部分自重，使得左侧墩柱轴力很小。两种因素叠加，使左侧墩柱形成不利的大偏心受压构件。通过以上分析，要控制墩柱裂缝，最有效的方式就是降低门架整体刚度，从而减少墩柱弯矩。针对该桥墩的特点，设计考虑将左侧墩柱与盖梁由线固结改为支座连接，支座是采用固定支座还是单向滑动支座，下面通过计算来确定。图1匝道共用墩结构型式示惫图【单位：cm)计算采用Midas／Civil程序对墩柱与盖梁固结、1．2设计要点固定支座连接和单向滑动支座连接三种工况分别1．2．1墩柱裂缝控制进行计算，查看桥墩在承载

4、能力极限状态fl1下的弯该桥墩在开始设计时，按常规门架式桥墩设矩包络图。计，左右墩柱均与盖梁固结。经计算发现，左侧墩工况一：左侧墩柱固结(见图2)柱在运营阶段，墩柱顶和墩柱底都会产生很大的工况二：左侧墩柱设固定支座(见图3)弯矩，但是轴力都比较小，形成大偏心受压构件，工况三：左侧墩柱设单向滑动支座(见图4)墩柱的裂缝难以控制。特别是当N匝道满载、O匝通过计算比较，三种工况下，左侧墩柱固结道空载时，柱顶裂缝出现在墩柱右侧，柱底裂缝出时，左右侧墩柱的弯矩均较大；左侧墩柱设固定支现在墩柱左侧，而且裂缝都比较大，这种情况通过座时，右侧墩柱弯矩明显减小，但左侧

5、墩柱底部弯配筋难以解决(见表1)。矩仍很大；左侧墩柱设单向滑动支座时，左侧墩柱为轴心受压，没有弯矩，右侧墩柱弯矩在三种工况收稿日期：2013—04—09作者简介：李超(1980一)，男，湖北人，工程师，从事道路桥梁下为最小。因此，左侧墩柱设单向滑动支座最为合工程设计工作。2013年8月第8期城市道桥与防洪桥梁结构135：毋触(a)最小弯矩包络图(b)最大弯矩包络图图3左侧墩柱设固定支座弯矩包络图(a)最小弯矩包络图(b)最大弯矩包络图图4左侧墩柱设单向滑动支座弯矩包络图理，可以使左侧墩柱不产生裂缝，右侧墩柱裂缝也匝道的内边梁、中梁；可控制在规范允许范

6、围以内。(4)张拉盖梁第二批钢束；1_2．2施工阶段划分(5)先吊装0匝道的外边梁，再吊装N匝道的根据以往的设计经验，对于普通的门架式桥外边梁；墩，施工阶段划分简单，预应力钢束分两批张拉基(6)张拉盖梁第三批钢束；本都可以满足设计要求。但对于大悬臂式桥墩，施(7)施工箱梁横向湿接缝；工阶段的划分会成为影响盖梁预应力配束的关键(8)施工桥面系。因素，预应力张拉批次也会相应增加。经过计算，按照以上施工步骤进行施工，桥墩针对该桥墩的特点，桥墩的施工应与上部结盖梁混凝土截面应力在各施工阶段均满足规范要构施工紧密结合，使桥墩在各施工阶段的受力更求。趋合理。设计

7、采用的施工阶段划分如下：1．3设计体会(1)施工桥墩立柱，安装左侧墩柱上方支座；针对门架+大悬臂式桥墩的受力特点，控制(2)施工盖梁，待混凝土强度达设计强度且养墩柱裂缝是此类桥墩设计的一大难点。该项设计护龄期达设计要求时，张拉盖梁第一批钢束；在左侧墩柱设置单向滑动支座，降低了门架的整(3)先吊装O匝道的内边粱、中梁，再吊装N体刚度，使得预应力钢束二次力、整体升温和降136桥梁结构城市道桥与防洪2013年8月第8期温、混凝土的收缩续变，以及基础不均匀沉降对墩元两种方法。采用土实体单元模拟计算更精确，但柱的影响降到最低，从而很好的控制了墩柱裂缝。计算过程

8、复杂，在工程中运用不实际，设计多采用针对该桥墩的特点，施工阶段的划分也应重土弹簧单元来模拟桩周土体作用。点考