拱桥框架墩的构造及设计.pdf

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1、应用技术太原科技2009年第7期TAIYUANSCI-TECH文章编号：1006－4877（2009）07－0078－02拱桥框架墩的构造及设计王文成（中铁五院集团公司，北京102600）摘要：结合某拱桥框架墩工程设计，详细分析了其构造、受力特点和结构尺寸，并确定合理的结构设计参数，为今后同类型工程设计的应用及其优化提供了一些参考。关键词：拱桥；框架墩；偏心；桥墩刚度；荷载；设计中图分类号：U443.22文献标志码：A1工程概况某桥墩处于5孔30m连续梁桥与81m简支拱桥的交接位置，连续梁桥面宽28m，横桥向

2、设置两个支座，支座间距14m；拱桥桥面宽31.5m，横桥向设置两个支座，支座间距24.5m。框架墩由盖梁、墩身和基础3个部分组成，盖梁长29m，柱高12m，基础为钻孔桩基础。边柱侧面图和中柱侧面图见图1-b、图1-c。2结构选型由于有些预应力盖梁存在后期预应力失效等问题，从而导致盖梁跨中出现挠度增大的现象，因此在框架墩设计过程中，采用三柱式普通钢筋混凝土结构形式，不仅可以保证盖梁的跨中挠度，而且也可减小边墩的截面尺寸；由于相邻两联桥的高度相差1.2m，在此未按照常规采用高低盖梁，而是通过设置高垫石来调整上部结

3、构标高差（见图1-a）。3结构设计3.1盖梁和墩身截面的确定3.1.1盖梁截面的确定框架墩由于上部结构恒载支反力相差较大，按照结构受力的合理要求，桥墩本身应设置纵向预偏心，偏心距为1.25m，根据支座的尺寸要求，盖梁截面宽度为5.5m。由于拱桥支座在横桥向正对边墩中心，只有梁桥支座作用在盖梁上，才能控制盖梁的高度，但也存在施工不同步和盖梁扭转、扭矩较大等问题，因此，通过计算盖梁高确定为3m。3.1.2墩身截面的确定收稿日期：2009－03－25；修回日期：2009－06－09作者简介：王文成（1980-），男

4、，江苏涟水人。2004年7月毕墩身要承受较大的水平力作用（温度力、收缩业于西南交通大学，助理工程师。徐变、制动力、地震力、水锤力等），由于拱桥竖向·78·应用技术太原科技2009年第7期TAIYUANSCI-TECH支反力直接传给边柱，中柱只分得梁桥的支反力中261kN；地震力（E2）：单个边柱柱顶为4680kN，的一部分，所以中柱截面尺寸可以小点，这样中柱单个中柱柱顶为889kN。的刚度比起边柱的刚度要小，所分担的纵桥向水平3）横向水平力。温度力：按照整体升降温力也较小，因此，基础也可以跟着做小，这样可以±

5、25℃，用桥博建立框架模型计算；地震力（E1）：保证墩身和基础的尺寸同步协调，最终通过计算确单个边柱柱顶为1560kN，单个中柱柱顶为116kN；定边柱尺寸为2.5m×3.5m，中柱尺寸为2.5m×2地震力（E2）：单个边柱柱顶为5920kN，单个中m。柱柱顶为3940kN。3.2基础设计4.2荷载组合该桥位处的地质条件一般，从上到下依次为可按照JTGD60—2004公路桥涵设计通用规范塑状粉质黏土、卵石、强风化砂岩、中风化砂岩和JTGD63—2007公路桥涵地基与基础设计规范等。承台厚度为3.5m，桩径为1

6、50cm，桩长为中的组合规定对荷载进行组合，即承载能力极限状35.0m，边柱采用3排6根基桩，中柱采用双排4态基本组合、偶然组合、正常使用极限状态作用短根基桩。期效应组合和作用长期效应组合[1-2]。3.3墩和盖梁结合部4.3计算离散模型该桥墩梁固结处容易产生应力集中，墩身截面该桥横向框架计算采用桥博按平面杆系理论进采取过渡形式顺接盖梁，在距墩顶2m处，边柱纵行结构离散，应用自编Excel表格进行横向配筋检横向均采用100cm×200cm的倒角；中柱在横向采算；纵桥向应用空间分析软件Madias对纵向水平力用

7、100cm×200cm的倒角，在纵向采用175cm×进行分配，然后按照规范要求分别对边柱和中柱进200cm的倒角。行荷载组合，应用自编Excel表格进行纵向配筋检4结构纵向计算与分析算。4.1设计荷载5结束语支反力从上部结构计算中提取，水平力按照墩框架墩从盖梁到墩都按照非标准设计，无论结身刚度分配求得，地震力用madias建立抗震模型构型式的选择，还是荷载在结构上的再分配，设计计算。过程都是按照耐久实用、经济和方便施工的原则，1）支反力。梁桥恒载：5250kN(单个支座)；应用桥博和MIDAS计算程序分别进行

8、了平面和空拱桥桥恒载：20000kN(单个支座)；梁桥静活载：间分析，较好地模拟了结构的实际受力工况，取得1025kN(单个支座)；拱桥静活载：4820kN(单个了较高的设计精度，同时也为同类型结构的设计在支座)。尺寸拟定、荷载组合和结构离散等方面提供一定的2）纵向水平力。上部梁体由于温度、收缩徐借鉴。变产生的水平力为2400kN；制动力为386kN；纵参考文献：向风力按照JTGD60—2004公路