運(yùn)棉河大橋設(shè)計復(fù)核

潘思建 凌慶軍

1 工程概況

運(yùn)棉河大橋位于某縣黃沙港鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)北側(cè)的運(yùn)棉河上,上部結(jié)構(gòu)采用 6孔裝配式鋼筋混凝土簡支 T梁,每孔計算跨徑為 19.5m,橋面全寬 8 m,設(shè)計荷載為汽車—20級,掛—100。每孔主梁由4片 T梁組成,通過設(shè)置5道橫隔板和在T梁翼緣端預(yù)留濕接頭等措施來加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié),保證整體受力。

設(shè)計中預(yù)制T梁采用 C40混凝土,但該市水利工程質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的檢測結(jié)果表明T梁混凝土的強(qiáng)度達(dá)不到C40。該檢測中心采用回彈法對 24片梁均進(jìn)行了檢測,檢測的混凝土強(qiáng)度推定值在 29.2MPa～42.7MPa之間,強(qiáng)度離散性較大;然后又抽取經(jīng)回彈法檢測強(qiáng)度推定值低于 36.0MPa的 16片 T梁,采用鉆心法檢測,檢測的芯樣代表值在31.0MPa～40.8 MPa之間。

鑒于以上的檢測結(jié)果,設(shè)計復(fù)核所用T梁混凝土強(qiáng)度取C30。

2 復(fù)核計算依據(jù)

1)《某縣黃沙港鎮(zhèn)運(yùn)棉河大橋施工圖設(shè)計》(該市交通設(shè)計科研所 2003)。

2)交通部頒JTJ 021-89公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范。

3)交通部頒 JTJ 023-85公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范。

3 荷載橫向分布系數(shù)計算

3.1 跨中荷載橫向分布系數(shù)

本橋的寬跨比為 0.4,跨內(nèi)設(shè)置了 5道橫隔板,T梁翼緣端預(yù)留了濕接頭,且采用整體橋面鋪裝,因此可采用剛性橫梁法(包括修正剛性橫梁法)和剛接板(梁)法計算跨中的荷載橫向分布系數(shù)。

1)剛性橫梁法。按剛性橫梁法計算荷載橫向分布影響線豎標(biāo)(以 1號梁為例)的公式為:

按剛性橫梁法計算的橫向分布系數(shù)見表1。

表1 按剛性橫梁法計算的橫向分布系數(shù)

2)修正剛性橫梁法。按剛性橫梁法計算荷載橫向分布系數(shù)時,假定橫梁剛度無窮大,且忽略了主梁的抗扭剛度,常常導(dǎo)致邊梁受力偏大的計算結(jié)果。修正剛性橫梁法計入主梁的抗扭剛度,將更反映實際情況。按此法計算荷載橫向分布影響線豎標(biāo)(以1號梁為例)的公式為:

按修正剛性橫梁法計算的橫向分布系數(shù)見表2。

表2 按修正剛性橫梁法計算的橫向分布系數(shù)

3)剛接板(梁)法。按剛接板(梁)法計算時,首先求解贅余豎向剪力g和彎矩M,然后即可求得每片主梁所分配的荷載。一般計算出 γ和 β,從《公路橋梁荷載橫向分布計算》書中查表計算。

按剛性橫梁法計算的橫向分布系數(shù)見表3。

表3 按剛接板(梁)法計算的橫向分布系數(shù)

本橋?qū)⒉捎眯拚齽傂詸M梁法的計算結(jié)果。計算主梁彎矩時,跨內(nèi)各處的荷載橫向分布系數(shù)可采用與跨中相同的分布系數(shù)。

3.2 剪力荷載橫向分布系數(shù)

由于剪力影響面的圖形在縱橫向完全異形,因此不能得出一個簡化的在全跨單一點(diǎn)荷載橫向分布系數(shù)。剪力荷載橫向分布的近似計算方法如下:在梁端采用杠桿法計算得到的m′c,在跨內(nèi)自第一片橫梁處或 1/4跨徑處起近似采用跨中的荷載橫向分布系數(shù),從梁端至第一片橫梁之間采用直線過渡。

4 內(nèi)力計算

4.1 恒載計算

主梁自重:(0.59×10+0.69×9.8)/19.8×25=16.0kN/m。

橋面鋪裝:0.1×2×24=4.8kN/m。

安全帶和欄桿:4.5kN/m,分配給邊梁為:4.5×0.85=3.8kN/m,分配給中梁為:4.5×0.15=0.8kN/m。

則對于邊梁:∑g=24.6kN/m。

4.2 活載計算

1)跨中彎矩。

2)支點(diǎn)剪力。

對于邊梁:

對于中梁:

4.3 荷載組合

取兩種荷載組合,組合Ⅰ:1.2恒載 +1.4汽車;組合Ⅱ:1.2恒載 +1.1掛車,組合結(jié)果見表4。可見,跨中彎矩為邊梁組合Ⅱ下最不利,支點(diǎn)剪力以中梁組合Ⅱ下最不利。

表4 荷載組合表

5 強(qiáng)度復(fù)核

5.1 T形梁正截面強(qiáng)度復(fù)核

經(jīng)計算,T形梁翼緣寬度可取全寬。由于 RgAg≤Rab′ih′i,說明中性軸位于翼緣內(nèi),截面屬于第一種類型 T形截面。

而 Mj=2987.9kN?m＜M,故符合要求。

5.2 T形梁斜截面強(qiáng)度復(fù)核

[1] 楊宗放,方先和.現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996.

[2] 馮大斌,欒貴臣.后張預(yù)應(yīng)力混凝土施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.

[3] 劉效堯,朱新實.預(yù)應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備[M].北京:人民交通出版社,1997.