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1、公 路 与 汽 运 第5期100Highways&AutomotiveApplications2005年10月固结独柱墩的设计梁 峰(中国地质大学,湖北武汉 430074)摘 要:抗扭能力较弱的板桥、薄箱梁桥中出现弯桥、独柱支承时,应采用桥墩与上部构造固结体系,以充分发挥桥墩的抗弯扭作用。文中分析了固结独柱墩的设计思路及受力上的优点。关键词:桥梁;桥墩;独柱墩;抗弯扭中图分类号:U443.22 文献标识码:A 文章编号:1671-2668(2005)05-0100-02 固结桥墩最初出现于山区桥梁的高墩设计中。上部构
2、造通常设计较轻薄,抗扭能力较差,这就要尽固结墩可充分发挥桥墩的柔性特点,使整个桥墩形量使墩梁固结,充分利用桥墩的抗弯扭作用。成摆动支座,并加强了桥梁的整体性。现在在城市1 工程概况高架桥、大型枢纽互通式立交桥中,常出现桥梁高度和跨径均不大,但也采用固结桥墩的情况。它的作河北石家庄外环线上获铜分离式立交桥(见图用与前者有很大差别,主要是为了抵抗弯桥或独柱1)上部构造为(18+2×23+18)m钢筋砼连续刚构墩桥梁产生的较大扭矩,特别在桥下净空受限制时,箱梁,下部构造为独柱墩、肋板式台,墩台基础为钻图1 获铜分离式立交桥桥型布置图(单位:桩号、标
3、高为m,其他为cm)孔灌注桩。该桥上跨主线,斜桥正做,桥宽12.0m。线上。为尽量保持主线良好视觉效果,3个桥墩均#该桥平面位于直线上,纵面位于直径为4500m曲采用<1.3m独柱墩。为减小梁端扭矩,2墩(中公 路 与 汽 运 总第110期 Highways&AutomotiveApplications101墩)采用固结形式与上部结构相连。的方法求出其近似值,通过误差分析得到其安全值。#对于2独柱墩的固结或设支座问题,在该桥初在固结中墩承担扭矩长度范围(2×23=46m)步设计时就进行了探讨。如设支座,全桥受力明确,内,活载纵桥向
4、按汽车-20级(该桥设计时为旧规对下部构造有利,但对于抗扭能力较差的薄型箱梁范)布置,可布一辆重车,共300kN;横桥向按两列来说,抗扭设计也许会变得更复杂。若采用固结形车偏载为最不利布载(见图4)。可得偏载对O点式,除了可节省昂贵的支座外,还可大大减小上部构的横向弯矩My。将Mx和My迭加为合成弯矩M′,造扭矩和横向变形,对全桥纵向几乎不产生附加温再根据N、M′按偏心受压柱进行墩柱设计。#度和收缩徐变内力(全桥中墩为变形零点)。但2独柱墩固结后,其受力不同于其他桥墩,它除受到竖向轴力外,还受到纵桥向和横桥向的弯矩作用,需单独进行设计。2 设
5、计过程2.1 模型的建立对于固结独柱墩的设计,重点归结为求桥墩固结端的竖向轴力N、纵桥向弯矩Mx、横桥向弯矩My(见图2)。图4 横向计算模拟图(单位:cm)2.3 计算结果分析1)纵向计算。采用中交第二公路勘察设计研究院编制的桥梁综合计算程序计算:Nmax=6380kN(相应Mx=7.2kN·m),Mxmax=15.5kN·m(相图2 桥墩受力图应N=4550kN)。2)横向计算。按图4计算O点横向弯矩:My2.2 内力计算方法=2×700×2.55=3570kN·m。模型中的N、Mx均为全桥纵向荷载产生的桥3)上部构造扭矩分析(见表1)。
6、根据图4,可墩内力,可由一般采用的平面杆系有限元方法通过方便地计算出上部构造的扭矩,从而对固结墩的设电算求得。图3为纵向结构计算离散图。置作出评价,并为上部结构设计提供依据。表1 箱梁扭矩分析偏载作用长度偏载大小最大扭距工况/m/kN/kN·m中墩不固结822×12003060中墩固结412×7001785图3 纵向计算模拟图(单位:m)2.4 结构设计模型中的My主要是由活载的偏心作用产生根据计算结果,My远远大于Mx,所以墩顶设的。由于活载对桥梁的偏心作用是空间问题,需用计值可取计算轴力Nj=6380kN,计算弯矩Mj=空间有限元求解,模
7、型的建立、结果的处理均较烦3570kN·m。琐,在实际工作中显得十分不便,这里提出较为简化(下转第115页)公 路 与 汽 运 总第110期 Highways&AutomotiveApplications115块,使之成为整体(见图2)。干硬性水泥砼配合比#(重量比)为425水泥∶粗砂∶最大粒径为40mm的卵石∶无酸腐普通水=1∶1.48∶4.94∶0.28,岸上机械####拌和,分袋装运。2、3、7、8桥墩共抛石189033m,砌石60m。图3 袋装干硬性水泥砼围堰水下砼护基4 结 论湘潭市一桥墩基础加固是在1998年特大洪水后
8、进行的,经过1999年12月、2000年9月、2001年图2 掺合10%袋装干硬性水泥砼抛石护基1月、2002年11月4次潜水检查,发现只在迎水面##对4～6桥墩基
