部頒40 m連續T梁在實橋中的應用性設計

劉 玉 萍

(中交通力建設股份有限公司，陜西 西安　710075)

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部頒40 m連續T梁在實橋中的應用性設計

劉 玉 萍

(中交通力建設股份有限公司，陜西 西安710075)

以某橋梁設計工程為例，分析了該橋型與部頒圖的異同之處，通過對部頒圖配筋及結構的驗算，提出了該橋梁的預應力鋼束配筋方案，為同類工程設計提供了依據。

橋梁，部頒圖，配筋，結構驗算

1　工程概況

本項目是根據現有部頒標準圖結合工程實例進行的適應性改造設計，提出本橋梁的預應力鋼束配筋方案。

1.1實橋現狀

本橋是山西省某工程上的一座大橋，為跨越高速公路而設置。橋梁中心樁號為BK0+886.031(右幅橋中心樁號BK0+876.031)，起點樁號為BK0+772.531(右幅橋起點樁號BK0+752.531)，終點樁號為BK1+000.531，橋梁長度228 m(右幅248 m)，右前夾角48.7°。高速交叉樁號為K748+676.892。上部采用先簡支后結構連續的7×20 m+2×40 m(右幅為8×20 m+2×40 m)裝配式預應力混凝土連續箱梁+連續T梁；下部結構橋墩采用鋼筋混凝土等截面實心墩、柱式墩；橋臺采用肋板臺、柱式臺，墩臺基礎均為樁基礎。其中2×40 m連續T梁為控制性工程，需對其進行特殊結構計算分析。

1.2部頒通用圖現狀

現有交通部出臺的3×40 m預應力鋼筋混凝土連續T梁標準圖，適用的斜交角度分別為0°，15°，30°。腹板和頂板負彎矩區預應力鋼筋的配置見表1～表3。

表1　邊跨腹板預應力鋼束數量表　根

表2　中跨腹板預應力鋼束數量表　根

表3　頂板預應力鋼束數量表(一)　根

預制T梁橫向通過55 cm濕接縫相連，邊梁和中梁跨中標準橫斷面如圖1，圖2所示。

圖1　邊梁標準橫斷面(單位：cm)　　　　圖2　中梁標準橫斷面(單位：cm)

1.3實際橋型和部頒圖的不同

本橋的斜交角度為41.3°，比部頒圖提出的最大角度30°大11.3°。部頒圖為3×40 m的三跨連續梁結構，實際橋型采用2×40 m的兩跨連續梁。新規范與部頒圖所采用的規范相比，單車道橫向折減系數變為1.2，集中荷載標準值下限值取為270 kN(部頒圖采用的為1和180 kN)。

2　部頒圖配筋驗算

2.1按部頒通用圖配筋進行承載能力驗算

按通用圖邊跨的預應力鋼束進行配筋計算，得出邊梁墩頂負彎矩為-15 605.717 8 kN·m，截面抗彎承載能力為9 555.333 7 kN·m，不能滿足承載能力的要求。邊梁彎矩包絡圖見圖3。

圖3　邊梁彎矩包絡圖

2.2配筋方案的提出

根據實際工程情況，參考部頒圖邊跨的預應力鋼筋配筋方案對兩跨連續梁進行配筋計算。不改變T梁截面尺寸和預應力鋼束的線型，僅改變預應力鋼束的根數。預應力鋼束的配筋方案提出如表4,表5所示。

表4　腹板預應力鋼束數量表　根

表5　頂板預應力鋼束數量表(二)　根

3　結構驗算

3.1抗彎驗算

邊梁驗算結果見表6，其中Mj為考慮結構重要性系數后的荷載組合設計值，Mu為結構抗力。從表6可以看出，計算結果符合規范要求。

表6　邊梁抗彎驗算　kN·m

3.2正截面抗裂驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第6.3.1條1款的規定：全預應力混凝土構件，在作用長期效應組合下應滿足：預制構件σst-0.85σpc≤0。由表7可看出結構正截面抗裂滿足要求。

表7　正截面抗裂強度驗算　MPa

3.3斜截面抗裂驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第6.3.2條1款的規定：全預應力混凝土構件在作用短期效應組合下應滿足：預制構件σtp≤0.6ftk=0.6×2.65=1.59 MPa。表8中拉應力為負值，可看出結構斜截面抗裂滿足要求。

表8　斜截面抗裂強度驗算

3.4正截面混凝土壓應力驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第7.1.5條規定，混凝土上下緣最大壓應力σkc+σpt≤0.5fck=16.2 MPa。表9中壓應力為正值，可看出結構正截面壓應力面滿足要求。

表9　正截面壓應力驗算　MPa

3.5預應力鋼筋拉應力驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第7.1.5條規定，使用階段預應力受彎構件預應力鋼筋的拉應力，應符合下列規定：對鋼絞線、鋼絲、未開裂構件σpe+σp≤0.65fpk=1 209 MPa。由表10中數據可以看出預應力鋼筋拉應力超過規定值不超過5%，可認為鋼束的拉應力滿足規范要求。

表10　預應力鋼束拉應力驗算　N/mm2

3.6混凝土主壓應力驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第7.1.6條規定，斜截面混凝土主壓應力應符合下列要求：

σcp≤0.6fck=19.44 MPa。表11中壓應力為正值，可看出混凝土主壓應力面滿足要求。

表11　混凝土主壓應力驗算　MPa

3.7施工階段應力驗算

表12　施工階段截面法向應力驗算　MPa

3.8撓度驗算

根據JTG D62—2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范第6.5.3條規定，在消除結構自重產生的長期撓度后，主梁最大撓度的長期撓度值不應超過計算跨徑的1/600。

計算得到可變荷載長期撓度為-0.750 4 cm，考慮撓度長期增長系數1.425，即：fs1=-1.069 3 cm，小于1/600=6.6 cm，滿足要求；考慮長期效應一期恒載、二期恒載引起的撓度為fs2=-5.061 3 cm；考慮長期效應，預加力引起的上拱值為2×6.338 8=12.677 6 cm，12.677 6 cm-1.069 3 cm-5.061 3 cm=6.547 cm,無需設置預拱度。

4　結語

根據本次設計計算總結，首先部頒圖所采用的結構計算模式與實際設計中實橋形式往往存在差異，設計中切勿套用。另外，預制上部結構在交叉角度、孔跨布設發生變化時也存在以下規律，供同業者探討：

1)三跨連續梁改兩跨連續梁，墩頂負彎矩和跨中正彎矩都有增大，則頂板預應力鋼束和底板預應力鋼束均應適當增大。2)隨著斜交角度的增大，對邊梁的受力更為不利，邊梁應適當增加腹板預應力鋼束的配筋。

[1]JTG D62—2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].

[2]JTG B01—2014，公路工程技術標準[S].

[3]徐岳.連續梁橋[M].北京：人民交通出版社，2012.

[4]余海棠，張海龍.連續梁橋的先簡支后連續T梁設計[J].土木工程與管理學報，2005，22(S1)：28-30.

[5]孟屯良，王俊濤，楊曉霞.先簡支后連續橋梁臨時支座選用[J].山西建筑，2012,38(7):191-192.

On application design for departmental standard’s 40 m continuous T-shaped beam in real bridges

Liu Yuping

(ZhongjiaoTongliConstructionCo.,Ltd,Xi’an710075,China)

Taking the design project of some bridge as the example, the paper analyzes the differences and similarities between the bridge types and the departmental standard map, and points out the prestressed steel cable reinforcement scheme of the bridge according to the calculation of the reinforcement of the departmental standard map and the structure, so as to provide some reference for similar engineering design.

bridge, departmental standard map, reinforcement, structural calculation

1009-6825(2016)21-0173-02

2016-05-18

劉玉萍(1982- )，男，工程師

U448.215

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