桥梁通用图在工程应用中的分析研究

白兴蓉

(中交公路规划设计院有限公司贵州分公司，贵州 贵阳　550003)



桥梁通用图在工程应用中的分析研究

白兴蓉

(中交公路规划设计院有限公司贵州分公司，贵州 贵阳550003)

摘要：以具体项目为依托，分析公路桥梁通用图与实际工程在荷载等级、主梁构件设计标准、桥梁横向宽度及布置等应用条件上的差别，并通过计算分析指出，工程实践应在通过比较正确选取通用图册的基础上，结合结构计算适宜地调整设计，以达到桥梁设计适用、经济、安全的基本要求。

关键词：公路桥梁通用图；荷载等级；构件设计标准；横向布置

1项目概况

我公司受贵州省铜仁地区交通局委托对梵净山环线公路马溪河大桥施工图变更设计进行咨询审查。

马溪河大桥起点桩号K6+372.1，终点桩号K6+562.1，桥梁全长190 m。全桥位于直线段上，桥面纵坡：0.3%，桥面横坡：双向2%。主要技术标准：(1)设计荷载：公路—II级，人群3.0 kN/m2；(2)桥面宽度：7.0 m(车行道)+2×1.75 m(人行道)，全宽10.5 m。桥梁横断面布置见图1。(3)桥头引桥公路等级：三级，路基宽度7.5 m。

马溪河大桥上部构造为6×30 m预应力混凝土T梁，先简支后结构连续。T梁采用C50混凝土，梁高2.0 m，每跨均由5片梁组成，梁中距为2.215 m。T梁腹板跨中厚度20 cm，边梁顶宽1.85 m，中梁顶宽1.7 m。每跨T梁均设置5道厚19 cm的中横隔板。横向湿接缝宽度42.5 cm，纵向现浇连续段长度108 cm。设计系套用交通行业《公路桥梁通用图—装配式预应力混凝土T梁桥(先简支后结构连续)上部构造》(编号8-3)。

2模型计算

计算采用桥梁博士V3.2.0进行结构计算。全桥一片T梁共130个单元，131个节点。计算中考虑的荷载及作用包括：结构自重、预应力荷载、均匀升降温、温度梯度正反温差、活载、二期恒载、基础变位。T梁分别按全预应力混凝土构件及A类预应力混凝土构件计算，结构离散图见图2。

在计算主梁弯矩时，全桥采用跨中的横向分布系数mc，其横向分布系数采用刚接板梁法计算。在计算剪力时，作如下的近似处理，即在计算支点剪力时，其荷载横向分布系数mc’在梁端采用杠杆法计算；在跨内则近似采用跨中的荷载横向分布系数mc；从梁端到第一片中横梁之间采用从mc’到mc的直线过渡形式；当仅有一片中横梁时，则取用距支点1/4跨径的一段。荷载横向分布系数分布如图3所示，计算结果见表1。

表1　马溪河大桥T梁荷载横向分布系数

T梁按全预应力混凝土构件计算：

通过持久状况承载能力极限状态计算、持久状况和短暂状况构件的应力计算，各项数据均满足规范要求。通过持久状况正常使用极限状态计算，(1)边、中梁正截面抗裂验算：1#～5#桥墩墩顶和跨中附近均有部分单元法向拉应力不满足规范要求。(2)边、中梁斜截面抗裂验算：边梁第2#～5#跨跨中附近及第2#～4#桥墩墩顶附近均有部分单元斜截面主拉应力不满足规范要求；中梁第2#～5#跨跨中附近均有部分单元斜截面主拉应力不满足规范要求。

T梁按A类预应力混凝土构件计算：

通过持久状况承载能力极限状态、正常使用极限状态计算及持久状况和短暂状况构件的应力计算，各项数据均满足规范要求。

首先、通用图设计为分离式路基26 m，单幅桥面宽12.75 m；马溪河大桥的桥面宽度为整幅10.50 m。两者同为双车道设计，但桥面宽度有较大差别。其次、通用图中桥面系两侧布置为2×0.5 m防撞护栏；马溪河大桥桥面系的布置则是2×1.75 m人行道。最后值得我们注意的是，通用图中横桥向布置的T梁片数为6片，而马溪河大桥横桥向布置的T梁片数为5片。综合以上几点及结构计算分析，不难得出在设计行车道数相同，桥面宽度、横向布置、T梁片数均不同的情况下，车道荷载在单片T梁上的横向分布必然存在较大差别，若套用此册通用图，通过结构计算可见，此设计无法满足马溪河大桥公路—Ⅱ级荷载等级下T梁全预应力构件的设计标准。

(1)行业通用图中T梁是按全预应力混凝土构件进行设计的。然而，部分预应力混凝土构件不但改善构件预压区的受力状况，节省预应力钢材甚至降低构件高度，而且避免出现梁的过大反拱，尤其跨径较小而活载较大的桥梁，更能收到好处。因此，T梁的设计可结合一般工程项目实际，选取适宜的结果设计标准，采用全预应力构件或A类预应力构件进行设计。若马溪河大桥T梁采用A类预应力构件进行设计，套用8-3册通用图的T梁设计即可满足设计要求。

(2)在T梁全预应力构件设计标准不变的前提下，建议参考8-1册通用图进行T梁设计。该册通用图的设计为：分离式路基23.5 m，单幅桥面宽11.25 m，横桥向T梁布置片数为5片，其设计与马溪河大桥的实际更为接近。若参考此册图纸，因马溪河大桥的设计荷载等级、桥面宽度和桥面布置与其仍有不同，建议通过计算分析优化结构设计。

参考文献：

[1]贵州铜仁地区公路勘察设计院.梵净山环线公路马溪河大桥施工图变更设计，2010.

[2]范立础.桥梁工程[M].人民交通出版社，1999.

[3]中华人民共和国交通行业《公路桥梁结构上部构造系列通用设计图》.交通部专家委员会.人民交通出版社，2007.

收稿日期：2016-02-11

作者简介：白兴蓉(1982-)，女，贵州铜仁人，工程师，研究方向：桥梁工程。

中图分类号：U412

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)06-0100-01