橋梁通用圖在工程應用中的分析研究

白興蓉

(中交公路規劃設計院有限公司貴州分公司，貴州 貴陽　550003)

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橋梁通用圖在工程應用中的分析研究

白興蓉

(中交公路規劃設計院有限公司貴州分公司，貴州 貴陽550003)

摘要：以具體項目為依托，分析公路橋梁通用圖與實際工程在荷載等級、主梁構件設計標準、橋梁橫向寬度及布置等應用條件上的差別，并通過計算分析指出，工程實踐應在通過比較正確選取通用圖冊的基礎上，結合結構計算適宜地調整設計，以達到橋梁設計適用、經濟、安全的基本要求。

關鍵詞：公路橋梁通用圖；荷載等級；構件設計標準；橫向布置

1項目概況

我公司受貴州省銅仁地區交通局委托對梵凈山環線公路馬溪河大橋施工圖變更設計進行咨詢審查。

馬溪河大橋起點樁號K6+372.1，終點樁號K6+562.1，橋梁全長190 m。全橋位于直線段上，橋面縱坡：0.3%，橋面橫坡：雙向2%。主要技術標準：(1)設計荷載：公路—II級，人群3.0 kN/m2；(2)橋面寬度：7.0 m(車行道)+2×1.75 m(人行道)，全寬10.5 m。橋梁橫斷面布置見圖1。(3)橋頭引橋公路等級：三級，路基寬度7.5 m。

馬溪河大橋上部構造為6×30 m預應力混凝土T梁，先簡支后結構連續。T梁采用C50混凝土，梁高2.0 m，每跨均由5片梁組成，梁中距為2.215 m。T梁腹板跨中厚度20 cm，邊梁頂寬1.85 m，中梁頂寬1.7 m。每跨T梁均設置5道厚19 cm的中橫隔板。橫向濕接縫寬度42.5 cm，縱向現澆連續段長度108 cm。設計系套用交通行業《公路橋梁通用圖—裝配式預應力混凝土T梁橋(先簡支后結構連續)上部構造》(編號8-3)。

2模型計算

計算采用橋梁博士V3.2.0進行結構計算。全橋一片T梁共130個單元，131個節點。計算中考慮的荷載及作用包括：結構自重、預應力荷載、均勻升降溫、溫度梯度正反溫差、活載、二期恒載、基礎變位。T梁分別按全預應力混凝土構件及A類預應力混凝土構件計算，結構離散圖見圖2。

在計算主梁彎矩時，全橋采用跨中的橫向分布系數mc，其橫向分布系數采用剛接板梁法計算。在計算剪力時，作如下的近似處理，即在計算支點剪力時，其荷載橫向分布系數mc’在梁端采用杠桿法計算；在跨內則近似采用跨中的荷載橫向分布系數mc；從梁端到第一片中橫梁之間采用從mc’到mc的直線過渡形式；當僅有一片中橫梁時，則取用距支點1/4跨徑的一段。荷載橫向分布系數分布如圖3所示，計算結果見表1。

表1　馬溪河大橋T梁荷載橫向分布系數

T梁按全預應力混凝土構件計算：

通過持久狀況承載能力極限狀態計算、持久狀況和短暫狀況構件的應力計算，各項數據均滿足規范要求。通過持久狀況正常使用極限狀態計算，(1)邊、中梁正截面抗裂驗算：1#～5#橋墩墩頂和跨中附近均有部分單元法向拉應力不滿足規范要求。(2)邊、中梁斜截面抗裂驗算：邊梁第2#～5#跨跨中附近及第2#～4#橋墩墩頂附近均有部分單元斜截面主拉應力不滿足規范要求；中梁第2#～5#跨跨中附近均有部分單元斜截面主拉應力不滿足規范要求。

T梁按A類預應力混凝土構件計算：

通過持久狀況承載能力極限狀態、正常使用極限狀態計算及持久狀況和短暫狀況構件的應力計算，各項數據均滿足規范要求。

首先、通用圖設計為分離式路基26 m，單幅橋面寬12.75 m；馬溪河大橋的橋面寬度為整幅10.50 m。兩者同為雙車道設計，但橋面寬度有較大差別。其次、通用圖中橋面系兩側布置為2×0.5 m防撞護欄；馬溪河大橋橋面系的布置則是2×1.75 m人行道。最后值得我們注意的是，通用圖中橫橋向布置的T梁片數為6片，而馬溪河大橋橫橋向布置的T梁片數為5片。綜合以上幾點及結構計算分析，不難得出在設計行車道數相同，橋面寬度、橫向布置、T梁片數均不同的情況下，車道荷載在單片T梁上的橫向分布必然存在較大差別，若套用此冊通用圖，通過結構計算可見，此設計無法滿足馬溪河大橋公路—Ⅱ級荷載等級下T梁全預應力構件的設計標準。

(1)行業通用圖中T梁是按全預應力混凝土構件進行設計的。然而，部分預應力混凝土構件不但改善構件預壓區的受力狀況，節省預應力鋼材甚至降低構件高度，而且避免出現梁的過大反拱，尤其跨徑較小而活載較大的橋梁，更能收到好處。因此，T梁的設計可結合一般工程項目實際，選取適宜的結果設計標準，采用全預應力構件或A類預應力構件進行設計。若馬溪河大橋T梁采用A類預應力構件進行設計，套用8-3冊通用圖的T梁設計即可滿足設計要求。

(2)在T梁全預應力構件設計標準不變的前提下，建議參考8-1冊通用圖進行T梁設計。該冊通用圖的設計為：分離式路基23.5 m，單幅橋面寬11.25 m，橫橋向T梁布置片數為5片，其設計與馬溪河大橋的實際更為接近。若參考此冊圖紙，因馬溪河大橋的設計荷載等級、橋面寬度和橋面布置與其仍有不同，建議通過計算分析優化結構設計。

參考文獻：

[1]貴州銅仁地區公路勘察設計院.梵凈山環線公路馬溪河大橋施工圖變更設計，2010.

[2]范立礎.橋梁工程[M].人民交通出版社，1999.

[3]中華人民共和國交通行業《公路橋梁結構上部構造系列通用設計圖》.交通部專家委員會.人民交通出版社，2007.

收稿日期：2016-02-11

作者簡介：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：U412

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0100-01