悬链线连续拱桥相关桥墩受力验算
2015-10-21刘坤成宋奇
刘坤成 宋奇
摘要：本文通过四川省乐山市岷江二桥为实例，完成了悬链线连续拱桥相关桥墩受力计算，验证其是否满足规范，为类似的桥墩受力情况提供了详细的验算例证。
关键词：拱桥，桥墩受力验算，满足规范
1. 概况
1.1四川省乐山市岷江二桥主拱为上承式空腹钢筋混凝土箱形拱桥，净跨径70m，矢高8.75m；矢跨比为1/8，拱轴系数m=2.814。桥面宽17.5m，主拱圈为C35钢筋混凝土，主拱圈截面高1.3m，宽13.1m，一幅主拱圈由1片拱箱组成。
拱上建筑为拱式拱上建筑，每侧拱肩各有四孔腹拱，跨径为4.5m。腹拱和主拱上两侧为0.7m厚的C35混凝土侧墙，填料为轻质混凝土。腹拱圈材料为C35混凝土；横墙、侧墙为C35混凝土。
主拱圈施工采用拱架现浇施工，主拱拱圈断面：
1.2本桥附拱为上承式空腹钢筋混凝土箱形拱桥，净跨径30m，矢高5m；矢跨比为1/6，拱轴系数m=1.756。桥面宽17.5m，主拱圈为C35钢筋混凝土，主拱圈截面高0.8m，宽13.1m，一幅主拱圈由1片板拱组成。附拱乐山侧局部加宽到16.5m采用圆曲线过度。
拱上建筑为拱式拱上建筑，每侧拱肩各有3孔腹拱，跨径为2m。腹拱和主拱上两侧为0.7m厚的C35混凝土侧墙，填料为轻质混凝土。腹拱圈材料为C35混凝土；横墙、侧墙为C35混凝土。
附拱圈施工采用拱架现浇施工，附拱拱圈断面：
2.计算分析主要依据：
1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
2、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）；
3、《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；
3.桥墩验算
3.1 2#墩主拱脚截面最大弯矩验算
截面高度： 6.9m，构件计算长度： 8.5m
荷载信息：
荷载类型： 轴力（KN） 剪力（KN） 弯矩（KN-m）
其它1 7.71e+04 2.49e+04 2.45e+05
汽车冲击系数： 0.0
计算信息： 钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合I
计算结果：
荷载组合结果：
内力 最大轴力 最小轴力 最大剪力 最小剪力 最大弯矩 最小弯矩
轴力 8.64e+04 0.0 8.64e+04 0.0 8.64e+04 0.0
剪力 2.79e+04 0.0 2.79e+04 0.0 2.79e+04 0.0
弯矩 2.75e+05 0.0 2.75e+05 0.0 2.75e+05 0.0
承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果：
最大轴力强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 8.64e+04 KN， Qj = 2.79e+04 KN， Mj = 2.75e+05 KN-m
截面抗力： NR = 2.64e+05 KN >= Nj = 8.64e+04 KN（满足）
最小轴力强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 6.96e+04 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（满足）
最大弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 8.64e+04 KN， Qj = 2.79e+04 KN， Mj = 2.75e+05 KN-m
截面抗力： NR = 2.64e+05 KN >= Nj = 8.64e+04 KN（满足）
最小弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 6.96e+04 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（滿足）
裂缝宽度鵩=K1*K2*r*髎*（80+（8+0.4*d）/√靭）/Es=0.12438mm（满足要求）
3.2 4#墩墩底截面最大弯矩验算
截面高度： 4.5m，构件计算长度： 8.5m
荷载信息：
荷载类型 轴力（KN） 剪力（KN） 弯矩（KN-m）
其它1 8.75e+04 7.42e+03 6.00e+04
汽车冲击系数
0.0
计算信息： 钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合I
计算结果：
荷载组合结果：
内力
最大轴力 最小轴力 最大剪力 最小剪力 最大弯矩 最小弯矩
轴力 9.8e+04 0.0 9.8e+04 0.0 9.8e+04 0.0
剪力 8.31e+03 0.0 8.31e+03 0.0 8.31e+03 0.0
弯矩 6.72e+04 0.0 6.72e+04 0.0 6.72e+04 0.0
承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果：
最大轴力强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 9.8e+04 KN， Qj = 8.31e+03 KN， Mj = 6.72e+04 KN-m
截面抗力： NR = 5.65e+05 KN >= Nj = 9.8e+04 KN（满足）
最小轴力强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 1.11e+05 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（满足）
最大弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 9.8e+04 KN， Qj = 8.31e+03 KN， Mj = 6.72e+04 KN-m
截面抗力： NR = 5.65e+05 KN >= Nj = 9.8e+04 KN（满足）
最小弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 1.11e+05 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（满足）
裂缝宽度鵩=K1*K2*r*髎*（80+（8+0.4*d）/√靭）/Es=0.00000mm
3.3 4#墩墩底截面最大轴力验算
荷载信息：
荷载类型 轴力（KN） 剪力（KN） 弯矩（KN-m）
其它1 9.11e+04 172 1.8e+03
汽车冲击系数 0.0
计算信息： 钢筋混凝土截面承载能力极限状态荷载组合I
计算结果：
荷载组合结果：
内力 最大轴力 最小轴力 最大剪力 最小剪力 最大弯矩 最小弯矩
轴力 1.02e+05 0.0 1.02e+05 0.0 1.02e+05 0.0
剪力 193 0.0 193 0.0 193 0.0
弯矩 2.01e+03 0.0 2.01e+03 0.0 2.01e+03 0.0
承载能力极限状态荷载组合I强度验算结果：
最大轴力强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 1.02e+05 KN， Qj = 193 KN， Mj = 2.01e+03 KN-m
截面抗力： NR = 7.8e+05 KN >= Nj = 1.02e+05 KN（满足）
最小轴力强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 1.11e+05 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（滿足）
最大弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉偏压
内力描述： Nj = 1.02e+05 KN， Qj = 193 KN， Mj = 2.01e+03 KN-m
截面抗力： NR = 7.8e+05 KN >= Nj = 1.02e+05 KN（满足）
最小弯矩强度验算
截面受力性质： 下拉受弯
内力描述： Nj = 0.0 KN， Qj = 0.0 KN， Mj = 0.0 KN-m
截面抗力： MR = 1.11e+05 KN-m >= Mj = 0.0 KN-m（满足）
裂缝宽度鵩=K1*K2*r*髎*（80+（8+0.4*d）/√靭）/Es=0.00000mm
4.小结
根据以上计算显示，桥墩强度及裂缝满足规范要求。
