钢筋混凝土双柱式墩计算探讨

2015-02-21黄飞星

黑龙江交通科技 2015年11期

关键词：汇总桥墩桥面

黄飞星

(苏州交通工程集团有限公司)

钢筋混凝土双柱式墩计算探讨

黄飞星

(苏州交通工程集团有限公司)

桥墩虽有一定的柔性，但是由温度等因素带来的较大次内力仍不能忽视。以某钢筋混凝土双柱式桥墩为例，详细介绍高墩分析中竖向荷载和水平荷载计算原理，为类似工程提供借鉴。

钢筋混凝土；双柱式桥墩；竖向荷载；水平荷载

1 前言

利用墩的柔性可以部分抵消温差和徐变等因素引起的位移，钢筋混凝土桥墩可以在大跨桥梁中应用，桥墩虽有一定的柔性，但是由温度等因素带来的较大次内力仍不能忽视。本文针对某钢筋混凝土双柱式高墩进行计算探讨，详细介绍高墩分析中竖向荷载和水平荷载计算原理为后期结构的安全使用性能的保障提供依据。

2 工程概况

桥址处于高低路堤，碎石质土，桩基处为中风化灰岩。大桥分左右两幅，全长420 m。上部为桥面连续的简支梁结构，按桥面伸缩缝位置将桥面结构分为3联，其中0#墩～4#墩为第一联，4#墩～9#墩为第二联，9#墩～14#墩为第三联。各幅桥面为单向三车道，净宽10.25 m，设计荷载为公路—Ⅰ级。主梁采用采用14×30 m预应力混凝土简支T梁。下部结构桥墩采用钢筋混凝土双柱式墩，钻(挖)孔灌注桩基础，桥台采用柱式桥台、挖孔灌注桩基础。两岸桥台处设80型型钢伸缩缝,4#、9#墩处设160型型钢伸缩缝。桥面铺装为10 cmC40混凝土+10 cm沥青混凝土。

该桥右幅线12#墩位于从桩号为K044+535处起的桥面第三联，该联下部共六个墩，其中9#，14#墩墩顶设置四氟滑板橡胶支座，10#、11#、12#、13#墩墩顶设置板式橡胶支座，该联的设计桥型布置如图1所示。

图1 第三联桥型布置图(单位：cm)

大桥右幅12#墩在桩基施工过程中为了便于冲孔，将地表从该墩的原地面线下挖去一定深度的土层作为冲孔平台。12#墩详细情况如图2所示。

图2 12#墩施工示意图(单位：cm)

3 竖向荷载计算

12#墩分为左右两柱，中距7 m；因计算需要，把左柱和右柱分为三个控制截面分别计算其内力。左柱分为控制截面左A，左B，左C；右柱为控制截面右A，右B，右C。其中左(右)墩的控制截面A为左(右)墩变截面分界线；控制截面B为地面线处左(右)桩截面；控制截面C为左(右)墩桩底截面。具体分段如图3所示。

图3 12#墩竖向荷载计算控制截面划分

12#墩各控制截面竖向力恒载标准值汇总，见表1。

表1 各控制截面竖向恒载计算值汇总表(单位：kN)

左墩右墩控制截面A3255．3123246．872控制截面B4646．5043246．872控制截面C5053．6564943．424

4 各墩刚度及水平力分配原理与计算

4.1 基本假定

各墩，柱与桩分界线以墩柱横截面决定，即桩柱变截面以上至盖梁梁顶的距离视为柱身长度；变截面以下至桩底部分的距离视为桩身长度考虑。因集成刚度只用于分配桥面水平力，墩顶盖梁按盖梁实际高度计入桩柱高度。因每个墩由两个桩柱组成，若两个桩柱各相关位置标高不一致的，取两标高平均值；地面线标高左、右桩柱不一致的，也取其平均值。

4.2 第三联刚度及水平力分配系数汇总

全桥第三联各墩集成刚度汇总，计算的各墩水平力分配系数汇总见表2。

表2 第三联各墩刚度及水平力

4.3 各控制截面纵向水平力计算值汇总

本节将左右两墩墩分为与第3章相同的两个控制截面进行计算。其中，左柱分为控制截面左A、左B；右柱分为控制截面右A、右B。其中控制截面左(右)A为：左(右)桩柱变截面分界线(为符合计算原则，本计算书将变截面之上的部分(直径1.6 m)视为墩，变截面之下部分(直径1.8 m)视为桩)；控制截面左(右)B为中风化层标高处左(右)桩截面。具体划分如图4 所示。限于篇幅，不再给出截面计算数据。