浅谈双柱式盖梁设计与计算

2021-10-30赵正水

智能城市 2021年18期

关键词：桥涵盖梁设计规范

赵正水

（山东新汇建设集团有限公司，山东东营 257000）

本文结合本际经验，参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018），对墩台盖梁设计要点进行总结。

（1）墩台盖梁与柱宜按刚架计算，盖梁的计算跨径宜取支承中心的距离。

（2）盖梁应按跨高比分类进行结构设计：

①当盖梁跨中部分的跨高比l/h>5.0时，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）钢筋混凝土一般构件计算；盖梁跨部分跨高比2.5

②盖梁（墩帽）的悬臂部分，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）第8.4.6条和第8.4.7条进行承载力验算。

（3）双柱式盖梁采用柱间距和悬臂段长度的比值为2.45～2.95最适宜。

1 工程实例

桥梁立面如图1所示。

图1 桥梁立面（单位：mm）

配筋断面如图2所示。

图2 配筋断面（单位：mm）

某桥采用1×20 m的先张法预应力混凝土简支板桥，桥宽6.5 m，两端桥头搭板分别长5.0 m；桥台与路线前进方向右夹角为90º。

桥梁上部构造为装配式先张法预应力混凝土空心板，板厚950 mm；桥台处设C-40伸缩缝；桥面铺装为100～144 mm钢筋混凝土铺装。

桥梁全宽6.0 m，横向布置为0.35 m防撞护栏+5.8 m行车道+0.35 m防撞护栏。

桥台为桩柱式，盖梁高1.2 m，桩基础采用D=1.2 m钻孔灌注桩。

桥台断面如图3所示。

图3 桥台断面（单位：mm）

2 计算模型

用MIDAS有限元程序建立盖梁的计算模型如下：

（1）主要材料。

混凝土：桥台盖梁C35。

普通钢筋：HRB400，fsk=400 MPa，Es=2.0×10 MPa。

（2）盖梁模型。

桥台盖梁模型如图4所示。

图4 桥台盖梁模型

（3）计算结果。

施加永久荷载和移动荷载之后进行计算，得出在承载能力极限状态下的效应组合：

盖梁最大弯矩内力如图5所示。

图5 盖梁最大弯矩内力

得出跨中最大正弯矩值为256.3 kN·m，支点最大负弯矩为433 kN·m。

盖梁最大剪力内力如图6所示。

图6 盖梁最大剪力内力

3 跨中抗弯验算和支点截面抗剪验算

3.1 盖梁抗弯承载力验算

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）规定，钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯承载力计算：

式中：l——梁的计算跨径取3.2 m；d——盖梁高度取1.2 m；h0——截面有效高度，取1 145 mm；为330 MPa；x——混凝土受压区高度。

fcd=16.1 MPa，取受拉钢筋21C25，则As=10 308.4 mm2，x=151 mm，内力臂z=944.73 mm。

代入公式验算，得3 213.76×106N，满足规范要求。

3.2 盖梁抗剪承载力验算：

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）规定，钢筋混凝土盖梁的斜截面抗剪承载力计算：

式中：γ0——结构重要性系数取1.0；P——受拉区纵向受拉钢筋的配筋百分率，P=100ρ，ρ=As/bh0，本工程受拉区钢筋取21C25，ρ=10 308.4/（1 400×1 145）=0.006，P=0.6；α1——连续梁异号弯矩影响系数，计算近边支点梁段的抗剪承载力时，取1.0，计算中间支点梁段及刚构各节点附近时取0.9，本研究取1.0；ρsv——箍筋配筋率，本研究取6Ф12，ρsv=0.484 7%，箍筋抗拉强度设计值fsv=330 MPa。

代入数据，可得4 292.8 kN，满足规范要求。