框架式橋臺(tái)在工程應(yīng)用中的分析研究

白興蓉

(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司貴州分公司，貴州 貴陽　550003)

?

框架式橋臺(tái)在工程應(yīng)用中的分析研究

白興蓉

(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司貴州分公司，貴州 貴陽550003)

摘要：市政橋梁易受地形、地質(zhì)及路線交叉等影響，傳統(tǒng)輕型橋臺(tái)、重力式U形橋臺(tái)均難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。以具體項(xiàng)目為依托，結(jié)合框架式橋臺(tái)的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，為工程設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：框架橋臺(tái)；交叉口；汽車荷載；臺(tái)后土壓力

1引言

通過近些年對(duì)市政橋梁橋臺(tái)的設(shè)計(jì)，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)橋址處有景觀要求，橋臺(tái)處于較高填方且位于交叉口附近時(shí)，存在以下兩個(gè)較為突出的問題：(1)若增加一跨，橋跨直接進(jìn)入交叉口，由于交叉口寬度較寬，橋跨范圍橋面相應(yīng)加寬，這樣就造成預(yù)制梁需做成異型梁，給施工帶來不便，同時(shí)施工費(fèi)用增加，吊裝難度增大。(2)若采用重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)需設(shè)計(jì)成高、長(zhǎng)、寬橋臺(tái)。由于臺(tái)后土壓力較大，基礎(chǔ)沉降不均勻等因素，橋臺(tái)臺(tái)身容易開裂；重力式U型橋臺(tái)為實(shí)體橋臺(tái)，若太長(zhǎng)、太高、太寬，不僅施工不便，結(jié)構(gòu)不安全，還嚴(yán)重影響美觀。

2項(xiàng)目概況

橋梁上部結(jié)構(gòu)為30 m裝配式PC連續(xù)小箱梁。考慮到景觀、橋尾接平面交叉，橋臺(tái)臺(tái)后填土較高、橋梁處地質(zhì)情況因素，起點(diǎn)岸設(shè)計(jì)為重力式U型橋臺(tái)；終點(diǎn)岸設(shè)計(jì)為框架式橋臺(tái)，橋臺(tái)長(zhǎng)20 m，高20 m，頂板寬度為45～59.3 cm，厚度為1～3.64 m，橋臺(tái)前端為4根2.8 m×3.0 m的實(shí)體柱，與頂板剛性連接；橋臺(tái)尾端擋土墻為實(shí)體墻，墻厚度為2 m，寬度為59.31 m，與頂板剛性連接。橋臺(tái)前端每根柱設(shè)計(jì)采用2根直徑2 m的樁基，尾端墻的基礎(chǔ)為雙排樁，樁基直徑為1.6 m，根數(shù)為22根。樁端要求嵌入中風(fēng)化基巖不小于3倍樁徑，基巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于15 MPa。

橋面凈寬：4.0～8.8 m(人行道及欄桿)+15.50～16.1 m(車行道) +15.50～20.69 m(車行道)+ 4.0～10.71 m(人行道及欄桿)。

3模型計(jì)算

橋臺(tái)采用上、下部聯(lián)合計(jì)算，下部結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)頂板采用剛臂連接。計(jì)算采用橋梁博士進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)構(gòu)共68個(gè)單元，69個(gè)節(jié)點(diǎn)。

計(jì)算考慮的荷載及作用包括：梁支座荷載、結(jié)構(gòu)自重、二期恒載、收縮徐變、均勻溫度、溫度梯度、活載、人群、汽車制動(dòng)力及臺(tái)后土壓力作用。

由于臺(tái)后寬度較寬且臺(tái)后填土較高，臺(tái)后土壓力成為結(jié)構(gòu)所需承受的主要荷載，具體數(shù)值如下：臺(tái)后填土產(chǎn)生的水平土壓力見表1；豎向力N2=E×sin(φ/2)=53 466×sin(35°/2)=16 078 kN；臺(tái)后填土對(duì)承臺(tái)的壓力：q=18×59.31×19.82=21 159 kN。由于橋臺(tái)位于河灘上，按不利情況，沖刷線設(shè)在承臺(tái)底。

表1　土壓力荷載表

根據(jù)地勘資料，經(jīng)計(jì)算，樁基彈簧支撐彈簧剛度見表2。

表2　樁基彈簧支撐參數(shù)表

4分析討論

結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果顯示：持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算中，正截面抗彎承載力、頂板斜截面抗剪上限值、斜截面抗剪承載力均滿足規(guī)范要求；持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算中，框架裂縫寬度及頂板剛度均滿足規(guī)范要求；短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算中，箱梁鋼筋應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

貴陽市東站路道路工程全線已于2013年竣工通車。實(shí)踐證明，框架式橋臺(tái)是一種切實(shí)可行的橋臺(tái)形式，其具有跨徑較大、適應(yīng)較高填方、穩(wěn)定性好，造型簡(jiǎn)潔、美觀，施工進(jìn)程快等特點(diǎn)。

5結(jié)語

隨著城市的發(fā)展，交通問題日益嚴(yán)峻，橋梁的形式呈現(xiàn)多樣性，繼而橋臺(tái)的形式也多種多樣。框架式橋臺(tái)相對(duì)重力式橋臺(tái)、一般輕型橋臺(tái)，具有跨徑相對(duì)較大、適應(yīng)較高填方、穩(wěn)定性好，造型簡(jiǎn)潔、美觀、施工進(jìn)程快等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的工程應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司.貴陽市東站路道路工程施工圖設(shè)計(jì)，2011.

[2]中國(guó)人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)[S].人民交通出版社，2004.

The analysis and research of the frame-type abutment in engineering application

BAI Xing-rong

(CCCC Highway Planning and Design Institute Co., Ltd., Guizhou branch, Guiyang, Guizhou 550003, China)

Abstract:The municipal bridge is easily affected by the topography, geology and line cross,. The traditional light abutment and gravity type u-shaped abutment are difficult to meet the design requirements. This article which is based on specific projects, combined with the structure of the frame-type abutment and structure calculation and analysis, provides a reference for engineering design.

Keywords:the frame-type abutment; intersection; automobile load; soil pressure on the back of abutment

收稿日期：2015-12-25

作者簡(jiǎn)介：白興蓉(1982-)女，貴州銅仁人，工程師，研究方向：橋梁工程。

中圖分類號(hào)：U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)04-0096-02