公路框构桥设计探究探析

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1、公路框构桥设计探究探析　　摘要：本文作者结合工程实例，对框构桥其进行了结构计算和设计，供同行人员参考。关键词：公路，框构桥设计，载荷中图分类号：F540.3文献标识码：A某规划路下穿通过高速公路，设置框构桥，交角105°，按其要求预留机动车道及非机动车道，其正断面图如图1所示:图1框构桥结构图当斜交角在0°～15°时，可按正交框架进行计算，此时可以把框架简化为一平面结构，用梁单元分析，以斜跨长作为框架跨度，立墙的尺寸也以斜面尺寸作为计算厚度。一、荷载1、结构重力(包括结构附加重力)按结构构件设计尺寸与材料的重力密度计算确定，框构本身及钢筋混凝土铺装混凝土重力密度取26kN

2、/m3，沥青混凝土铺装重力密度取24kN/m3。2、土的重力及土侧压力框构外侧填土对边墙的侧压力可按静土压力按公式Ej=(1－sinφ)γH2计算，其中φ为土的内摩擦角，γ7为土的重力密度，H为填土顶面至基底的高度。框构内填土对底板的重力，根据边孔与中孔的填土高度计算。3、规划路汽车对底板的作用等代为均布土层厚度h(m)计算:底板面积，γ为土的重力密度，∑G为在底板范围面积内所布置的车道荷载及人群荷载。4、汽车荷载采用公路—Ⅰ级并考虑横向分布系数的影响。5、汽车冲击力通过冲击系数考虑。6、台后车辆引起的土侧压力台后搭板及搭板上布置车辆荷载对土的压力引起的对边墙的压力也通过

3、等代土层计算。7、汽车制动力一个设计车道由汽车荷载产生的制动力标准值按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路—Ⅰ级汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN。8、温度(均匀温度和梯度温度)作用按施工温度15℃考虑，均匀升温19℃，降温38℃计算。梯度温度引起的效应，可采用竖向温度梯度曲线计算。正温差:T1=14℃，T2=5．5℃;反温差:T1=－7℃，T2=－2．75℃。79、边界条件的选用对底板进行约束，假定基础底面任何一点的基底压力P(s)与该点的沉降s成正比，即P(s)=Ks，式中比例系数K称为基床系数。基床系数的选取根据设计工程的地质报告，参照规

4、范进行选取。二、结果分析及设计1、受力主筋根据计算结果，应重点核查结构的关键断面的抗弯承载力、受压区高度、配筋率及裂缝宽度。考虑到荷载有向支撑间最短距离传递的趋势，故在板顶负弯矩区布置垂直与竖向支撑墙体的加强钢筋。板顶、底及立柱的主筋配置方式应按照骨架型式配筋，板内主筋深入立墙内，同样立墙内主筋伸入板内，一方面起到抵抗角隅处弯矩的作用，另一方面封闭式的骨架有利于斜交框构桥的抗扭。2、横向配筋率考虑到计算中为考虑横桥向受力情况及框构桥容易产生竖向及顺桥向裂缝，故应加强框构桥横向配筋。3、角隅及钝角处钢筋加强角隅处受力复杂，弯矩较大，应采取必要措施防止开裂。图2角隅加强钢筋网

5、布置图7钝角范围内会产生较大的弯矩和扭矩，应在此范围内的桥面铺装内布置垂直于钝角平分线的加强钢筋。4、防裂钢筋网考虑到框构角隅外及框构内可视范围钢筋保护层较大，超静定结构受力复杂，容易开裂的情况，故在这些部位设置Φ6钢筋网，同时满足了美观及耐久性的要求。图3钢筋网布置图三、注意事项1、框构浇注的水化热框构桥混凝土浇注体积大，施工时易产生大量水化热，必须采取有效措施降低混凝土的最高温度和最大温差。采用低水化热的水泥，合理的配合比，降低混凝土的水化热，必要时可以掺入外加剂。混凝土浇注时采用有效的降温措施，如管道水冷方式。混凝土应按一定厚度、顺序和方向进行合理的分层分块浇注，同

6、时分层后每层必须设置冷却水管。混凝土浇注和养生时必须采用外保温内降温的施工养护措施。施工过程必须进行温度监控，以保证混凝土的浇注质量并随时观测混凝土的温度及应力。7施工时可在几个分块区设置温度传感器，并同时检测大气温度、混凝土浇注温度、各冷却水管进、出口温度。同时可在几个分块区的分层中预埋应变计，检测在温度变化较大时观测混凝土的温度应力变化。2、收缩徐变为减小水化热及混凝土收缩徐变，混凝土配置时应严格控制水泥用量不超过350kg/m3，水灰比控制在0．45以下。由于受施工条件制约，框架的浇注可能需要很长时间，所以施工时应尽可能延长混凝土的初凝时间，可在混凝土中添入缓凝剂。

7、3、施工顺序框构混凝土的浇注应按底板、墙身、顶板的顺序进行，为避免混凝土收缩和徐变导致接缝处的纵向开裂，施工中应避免同一部位分两次浇注混凝土施工形式。混凝土应振捣均匀，防止漏振或过振。混凝土浇注完成后应注意养生，特别要注意混凝土的湿润养护。4、地基的问题框构桥为超静定结构，不得设置在软土地基上，设计时应根据实际地质条件认真选用基床系数。考虑到地基的刚度对框构桥内力分布有较大的影响，计算时应选取不利条件进行计算。同时在设计时应在框构桥底部铺设20～30cm素混凝土及30～40cm碎石垫层以保证地基的整体受力。针对不同的地质条件，