淺談雙柱式蓋梁設計與計算

趙正水

（山東新匯建設集團有限公司，山東東營 257000）

本文結合本際經驗，參考《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018），對墩臺蓋梁設計要點進行總結。

（1）墩臺蓋梁與柱宜按剛架計算，蓋梁的計算跨徑宜取支承中心的距離。

（2）蓋梁應按跨高比分類進行結構設計：

①當蓋梁跨中部分的跨高比l/h>5.0時，按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018）鋼筋混凝土一般構件計算；蓋梁跨部分跨高比2.5

②蓋梁（墩帽）的懸臂部分，按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018）第8.4.6條和第8.4.7條進行承載力驗算。

（3）雙柱式蓋梁采用柱間距和懸臂段長度的比值為2.45～2.95最適宜。

1 工程實例

橋梁立面如圖1所示。

圖1 橋梁立面（單位：mm）

配筋斷面如圖2所示。

圖2 配筋斷面（單位：mm）

某橋采用1×20 m的先張法預應力混凝土簡支板橋，橋寬6.5 m，兩端橋頭搭板分別長5.0 m；橋臺與路線前進方向右夾角為90o。

橋梁上部構造為裝配式先張法預應力混凝土空心板，板厚950 mm；橋臺處設C-40伸縮縫；橋面鋪裝為100～144 mm鋼筋混凝土鋪裝。

橋梁全寬6.0 m，橫向布置為0.35 m防撞護欄+5.8 m行車道+0.35 m防撞護欄。

橋臺為樁柱式，蓋梁高1.2 m，樁基礎采用D=1.2 m鉆孔灌注樁。

橋臺斷面如圖3所示。

圖3 橋臺斷面（單位：mm）

2 計算模型

用MIDAS有限元程序建立蓋梁的計算模型如下：

（1）主要材料。

混凝土：橋臺蓋梁C35。

普通鋼筋：HRB400，fsk=400 MPa，Es=2.0×10 MPa。

（2）蓋梁模型。

橋臺蓋梁模型如圖4所示。

圖4 橋臺蓋梁模型

（3）計算結果。

施加永久荷載和移動荷載之后進行計算，得出在承載能力極限狀態下的效應組合：

蓋梁最大彎矩內力如圖5所示。

圖5 蓋梁最大彎矩內力

得出跨中最大正彎矩值為256.3 kN·m，支點最大負彎矩為433 kN·m。

蓋梁最大剪力內力如圖6所示。

圖6 蓋梁最大剪力內力

3 跨中抗彎驗算和支點截面抗剪驗算

3.1 蓋梁抗彎承載力驗算

根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018）規定，鋼筋混凝土蓋梁的正截面抗彎承載力計算：

式中：l——梁的計算跨徑取3.2 m；d——蓋梁高度取1.2 m；h0——截面有效高度，取1 145 mm；為330 MPa；x——混凝土受壓區高度。

fcd=16.1 MPa，取受拉鋼筋21C25，則As=10 308.4 mm2，x=151 mm，內力臂z=944.73 mm。

代入公式驗算，得3 213.76×106N，滿足規范要求。

3.2 蓋梁抗剪承載力驗算：

根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018）規定，鋼筋混凝土蓋梁的斜截面抗剪承載力計算：

式中：γ0——結構重要性系數取1.0；P——受拉區縱向受拉鋼筋的配筋百分率，P=100ρ，ρ=As/bh0，本工程受拉區鋼筋取21C25，ρ=10 308.4/（1 400×1 145）=0.006，P=0.6；α1——連續梁異號彎矩影響系數，計算近邊支點梁段的抗剪承載力時，取1.0，計算中間支點梁段及剛構各節點附近時取0.9，本研究取1.0；ρsv——箍筋配筋率，本研究取6Ф12，ρsv=0.484 7%，箍筋抗拉強度設計值fsv=330 MPa。

代入數據，可得4 292.8 kN，滿足規范要求。

4 蓋梁（墩帽）的懸臂部分驗算

根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 3362—2018），豎向力作用點至柱邊緣的水平距離小于或等于蓋梁截面高度時，可采用拉壓桿模型計算懸臂上緣拉桿的抗拉承載力：

5 結語

本文簡要對雙柱式蓋梁（跨高比2.5