预应力门架式盖梁设计浅析

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1、166桥梁结构城市道桥与防洪2011年8月第8期预应力门架式盖梁设计浅析杨金虎，魏洪涛，谢宝来(天津市市政工程设计研究院，天津市300051)摘要：以宁波市机场路快速干道与杭甬高速互通立交的A线匝道桥A9#墩一All#墩三个墩位预应力盖梁为例，阐述预应力门架式盖梁的设计过程及计算模型，以及盖梁钢柬张拉与上梁的相互穿插顺序、盖梁预应力张拉对墩柱产生的影响。关键词：盏梁；墩柱；应力；裂缝中图分类号：U443．2文献标识码：B文章编号：1009—7716(2011)08-0166-030引言方案二：采用传统做法截面等宽，矩形墩柱，见图2。盖梁设计在恒载活载较大且因墩柱位置受下部条件限制盖梁悬

2、臂较大时，普通钢筋混凝土盖梁会产生较大裂缝，不能满足安全和耐久性的需要，须采用预应力盖梁。预应力盖梁在计算建模图2方案二时，如只建立盖梁模型，忽略了墩柱与盖梁之间的方案三：采用三圆柱，与方案一类似做成上下相互影响，会与实际情况产生较大偏差。故预应力变宽，但由于墩柱采用圆柱盖梁不做抹角及导圆，门架式盖梁需整体建模，既要考虑墩柱对盖梁的见图3。影响，又要考虑预应力对墩柱产生的影响。1设计内容概况宁波市机场路快速干道与杭甬高速互通立交A9#一A11#墩上部结构为两跨35in简支小箱梁，前图3方案三后连接现浇箱梁。桥宽19m，为一幅桥断面，断面布置为0．5in护栏+8．5m车行道+1m中央分隔

3、带方案一造型美观，但由于盖梁支点处上部受+8．5in车行道+O．5m护栏，斜交角为21。，盖梁斜拉下部受压，减小盖梁下部宽度等于减小受压区长度为18．852m。一孔桥布置6片小箱梁，每片自混凝土面积，容易造成压应力超标，应力计算结果重1980kN(含二期)，一列车活载1090kN。较差。方案二为传统做法，计算容易满足内力计算，但设计上墨守成规，缺乏新意。方案三可谓方2盖梁外形设计案一和方案二折中的做法，三根圆柱代替两根方盖梁长度根据小箱梁的布梁、斜交角度及抗柱，悬臂长度从原先的633cm减小到542cm，计震挡位置确定，盖梁上端宽度根据抗震规范算可以满足规范，但由于取消了抹角和导圆又显

4、(脚B02—01—2008)11．2．1条确定取220cm，盖得棱角过多，视觉上比方案二稍好却又不如方案梁高度暂定为2．0nq。一。且全桥均采用方柱，仅此三个墩位采用圆墩则方案一：盖梁下端做窄，宽度取墩柱宽150cm显得不够整齐统一，影响整体美观。同时底部做抹角，立面和墩柱连接处导圆，墩柱抠经过方案对比及各方案的利弊取舍，选择方槽力求外形美观，见图1。案一为工程实施方案。为克服该方案受压区偏薄的弱点，将盖梁高2m增高到2．2m，即可以满足内力计算的需要，同时也能达到造型美观的要求，与整个立交的设计风格协调一致。‘3钢束张拉与上梁顺序的关系图1方案一预应力门架式盖梁的钢束张拉与上梁顺序有

5、收稿日期：2011-03—1l密切的相互影响，甚至直接影响结构的安全。如果作者简介：杨金虎(1983一)，男，天津人，助理工程师，从事桥梁设计工作。二者协调不好，容易出现两种结果：预应力施加过168桥梁结构城市道桥与防洪2011年8月第8期力束使盖梁悬臂上挠同时使墩柱顶端向内偏移，两根墩柱底端为承台连接，假定墩柱底端固结，故在墩柱顶端内侧和底端外侧会产生预应力引起的裂缝。现以A10#墩为例，墩柱高4．8m，墩柱顺桥向宽1．5m，由于墩柱圆角的存在间距10em的钢筋最多能放14根。墩柱横桥向宽度初拟定2m，单排32钢筋。发现墩柱下端裂缝远远超过规范规定的0．2nllTl。钢筋加大到两排3

6、2，裂缝为0．201lmm图15墩柱横桥向1．5m宽上缘下缘裂缝(见图l3)，须进一步进行调整，改变墩柱长度及顺桥向宽度都因条件限制难以实现，故采用改变墩由图l3～图l5比较可见，对于预应力产生的柱横桥向宽度的方法。现将墩柱横桥向宽度增大墩柱裂缝，并非将墩柱在横桥向做得越宽越安全，相到2．5m和减小到1．5m，墩柱上缘下缘裂缝见图反墩柱在横桥向越窄使得柔度越大，上缘裂缝增大14、图l5。下缘裂缝减小，达到上下缘裂缝的平衡反而更趋于安全。但由于横桥向1．5Ill宽墩柱虽能满足计算要求，但造型上显得墩柱过于单薄而盖梁过于厚重，影响门架式盖梁的整体视觉效果，采用横桥向211宽墩柱，增加第三排

7、28钢筋，裂缝控制在0．1'7lnl"l以内，同时满足了安全和视觉要求。A9#墩和All#墩墩高分别达到7．4m和8．2m，通过计算发现，墩柱增长可以大大降低柱底下缘裂缝，采用单排32钢筋即可满足规范要求。曲345结语图13墩柱横桥向2m宽上缘下缘裂缝由宁波市机场路快速干道与杭甬高速互通立交A9#一AIl#墩盖梁设计可见，预应力门架式盖梁设计上除了需满足视觉效果，盖梁结构安全及0耐久性外，须考虑盖梁施工过程安全以及预应力对墩柱的影响，以达到工程