框架墩预应力盖梁设计与计算研究.pdf

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1、CMYK设计与装饰框架墩预应力盖梁设计与计算研究罗勇（广东省交通规划设计研究院股份有限公司）【摘要】随着城市立体交通建设推进，门架式框架墩被广泛采用，本文对框架墩的结构构造形式、体系及受力特点进行了分析。并对框架墩预应力盖梁建模时加载的荷载类型、传力途径、实用计算方法进行了阐述。最后通过一个工程项目实例，对框架墩盖梁的设计计算进行了介绍，为框架墩预应力盖梁的设计与应用提供借鉴。【关键词】框架墩；门架墩；预应力盖梁1引言对于上部结构为连续梁结构的桥，根据实际情况有两种形式，一种是在框架墩上设置支座，通过支座支承

2、近年来，随着我国城市化深入，不少城市交通量激上部结构主梁，盖梁与主梁分离。其特点与预制梁采用增。为解决城市拥堵这个问题，兴建立体交通成为选择。[1]的框架墩类似。另一种是，框架墩盖梁与上部结构箱为此，在原有道路上面兴建了大量城市高架桥。高架桥梁的横梁合为一体，盖梁与主梁固结，其特点是抗震性桥墩一般处于下方道路中央分隔带或路幅以外，下部结能及主梁抗扭性较好，但结构传力体系较为复杂，糅合构经常采用门架式框架墩结构型式。框架墩优点是跨越了横梁和盖梁的受力特点，若模型简化不准确则计算结能力大，布置灵活。施工工期短，对

3、既有运营线路影响果误差较大，必要时需要进行空间受力分析。小。缺点是在美观上不足，力学上给人不平衡的感觉，但如果框架和上部结构尺寸协调得当的话，能大大改善美学上的不足。对于跨径较大的框架墩，盖梁一般采用预应力结构，先施工立柱，然后搭设支架浇注盖梁混凝土，等达到要求强度后张拉预应力钢束，然后上部结构架梁并施工桥面系。2结构形式及力学特点图2构造形式2对于上部结构为预制结构的桥梁，一般采用盖梁上放置支座。上部结构恒载及活载通过支座传递到框架墩盖梁上。其力学特点为上、下部结构传力体系较为清晰明确，能适应横桥向及纵向主

4、梁伸缩变形较大的情况。计算时对框架墩的局部模型进行分析即可。图3构造形式3根据框架墩盖梁与墩柱的连接方式不同，其力学体系也不一样。墩柱与盖梁固结时，刚框架墩为一刚架体系。其超静定次数较高，预应力损失较大，受温度荷载影响大，对桩基刚度敏感，墩梁固结处弯矩较大，多用于墩柱较高时，因墩柱有足够柔度，以免在墩柱产生过大内图1构造形式1力。墩柱与盖梁有固结又有铰接时，这种结构体系能适CMYK设计与装饰图4桥梁平面布置[2]应盖梁及纵梁伸缩变形较大的情况。注意的是要考虑桩基刚度对框架墩的影响，建立模型时应建立桩土模型以便

5、准确的模拟桩基刚度。3建模要点4工程算例分析3.1恒载作用计算通过建立全桥整体模型，得到结构恒载反力及内某立交A匝道2号桥跨越地方主干道，其中3号墩力，对于主梁与盖梁分离的结构形式，上、下部结构通过位于主干道中央分隔带内，但中央分隔带下设置了一综支座传力，故提取上部结构恒载支反力并反向加载到盖合管沟，故3号墩无法在中央分隔带位置落墩。为解决梁上即可。对于主梁与盖梁固结的结构形式，上、下部结此冲突，设计采用一门式框架墩的结构形式，盖梁上设构传力比较复杂，此时的盖梁传力可类比箱梁横梁传力置支座支承主梁。由于本桥位

6、于曲线上，在温度等作用规律。在全桥自重荷载作用下，箱梁截面上的竖向剪力下，有径向位移，故框架墩采用一根墩柱与盖梁固结，一分布是不均匀的，箱梁腹板截面上的竖向剪力比顶板和根墩柱与盖梁采用支座联结的体系。底板上的竖向剪力明显偏大。远离横隔梁处的跨中段梁4.1构造尺寸体混凝土自重主要是通过腹板截面的竖向剪力传递至框架墩计算跨径15.27m，采用预应力混凝土。综合横隔梁的，箱梁截面的顶底和底板也传递部分竖向剪考虑桥桥下净空、净宽，结构受力、施工及钢筋布置构造力，但相对腹板截面来说很小。简化的计算方法是将恒等要求，经试

7、算，盖梁截面采用2.0×2.3m的矩形截面。载引想的竖向剪力平均加到箱梁的腹板位置上，其计算预应力盖梁一般构造尺寸如图所示。[3-7]结果一般能满足工程需要。3.2车辆荷载作用计算对于车辆荷载，其最不利加载时要考虑纵向及横向的不同位置加载。较为精确的计算方法是采用空间影响面加载。但空间影响面的求取较为繁琐，计算工作量较大。实用的简化计算方法是先在全桥模型中车辆荷载进行纵向最不利加载，得到框架墩处支承反力，然后将支承反力转换成一辆标准车，即换算成两个车轮轴重。在框架墩局部模型上，按规范规定的车道数、车辆加载间距

8、在横梁上横向布换算的标准车。通过影响线计算框架墩各位置内力在横向最不利加载时的内力值[8]。3.3其它作用计算对于刚架体系的框架墩，温度、基础沉降会引起次内力，计算时应考虑温度作用及基础沉降作用[9-10]。特别图5框架墩立面CMYK设计与装饰4.2预应力钢束布置范要求。预应力混凝土盖梁按A类构件设计，混凝土等级为4.4.6斜截面抗裂验算（短期组合）C50。钢束采用15.24低松驰高强度钢绞线。竖向