橋梁墩臺(tái)作為橋梁的支承傳力結(jié)構(gòu),必須具有可靠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。它的受力狀態(tài)不僅受到上部結(jié)構(gòu)類型、跨徑等影響,而且與基礎(chǔ)連接為一體,其各種計(jì)算必然要聯(lián)系基礎(chǔ)總體考慮。如墩臺(tái)身所受的各種荷載產(chǎn)生的內(nèi)力,必然受到基礎(chǔ)類型的影響而變化,墩臺(tái)結(jié)構(gòu)本身可以是圬工結(jié)構(gòu),也可以是鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),這樣即使同一個(gè)驗(yàn)算內(nèi)容,其驗(yàn)算的方法、公式也會(huì)不同。有的涉及結(jié)構(gòu)圖示簡(jiǎn)化計(jì)算,例如對(duì)壓彎構(gòu)件的簡(jiǎn)化圖示,不同的結(jié)構(gòu)形式和基礎(chǔ)連接條件,可能簡(jiǎn)化成不同的邊界條件,都需要結(jié)合具體情況來加以分析考慮。
橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算與上部結(jié)構(gòu)一樣,是在初擬尺寸的基礎(chǔ)上加以驗(yàn)算。驗(yàn)算要考慮施工狀態(tài)和營(yíng)運(yùn)狀態(tài),驗(yàn)算后的修改,可以從兩方面人手:一是進(jìn)行尺寸的修改,一是改換材料結(jié)構(gòu).
一、墩臺(tái)頂帽的驗(yàn)算
(一)梁式橋重力式墩臺(tái)頂帽局部承壓驗(yàn)算
(二)拱橋墩臺(tái)臺(tái)口截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算
當(dāng)拱橋橋墩相鄰兩孔恒載推力不等,或施工中出現(xiàn)單向推力等情況,橋臺(tái)承受單向推力時(shí),需要驗(yàn)算臺(tái)口截面的直接抗剪強(qiáng)度。
(三)樁柱式墩臺(tái)頂帽——蓋梁計(jì)算樁柱式墩臺(tái)頂帽即為蓋梁,現(xiàn)都簡(jiǎn)化為一根鋼筋混凝土梁的計(jì)算。
《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定蓋梁計(jì)算的相關(guān)內(nèi)容如下:
(1)墩臺(tái)蓋梁與柱應(yīng)按剛構(gòu)計(jì)算。
(2)當(dāng)蓋梁與柱的線剛度(EI/l)之比大于5時(shí),雙柱式墩臺(tái)蓋梁可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算;多柱式蓋梁可按連續(xù)梁計(jì)算(E/z分別為梁或柱混凝土的彈性模量、毛截面慣性矩、梁計(jì)算跨徑或柱計(jì)算長(zhǎng)度)。
根據(jù)蓋梁計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮的問題,分為以下幾個(gè)方面加以介紹。
1.作用的特點(diǎn)及計(jì)算
作為梁式橋,上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)重力與汽車荷載是在主梁位置通過支座,以集中力的形式作用于蓋梁上,所以作用的作用位置是固定的,而其作用力的大小,隨著汽車橫向布置不同而變化。汽車橫向布置則是依據(jù)蓋梁驗(yàn)算截面產(chǎn)生最大內(nèi)力的不利狀況而確定。這樣,就涉及將汽車荷載如何在橫橋向分配至各主梁上,這種橫向分配與主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的橫向分配是不同的,分配合理與否直接影響蓋梁設(shè)計(jì)的安全度。
一般計(jì)算蓋梁時(shí)汽車橫向布置及橫向分配系數(shù)計(jì)算可做如下考慮:
(1)單柱式墩臺(tái)蓋梁在計(jì)算蓋梁支點(diǎn)負(fù)彎矩及各主粱位置截面的剪力時(shí),汽車橫橋向非對(duì)稱布置(即按規(guī)范要求靠一側(cè)布置),橫向分配系數(shù)按偏心受壓法計(jì)算。
(2)雙柱式墩臺(tái)蓋梁在計(jì)算蓋梁柱頂處負(fù)彎矩時(shí),汽車橫橋向采用非對(duì)稱布置,橫向分配系數(shù)采用偏心受壓法計(jì)算;在計(jì)算蓋梁跨中正彎矩時(shí),汽車橫橋向采用對(duì)稱布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計(jì)算。
(3)多柱式墩臺(tái)蓋梁汽車橫橋向要按蓋梁各控制截面內(nèi)力影響線來布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計(jì)算;同時(shí)要注意由于多柱式墩臺(tái)上部橋面比較寬,人行道亦相應(yīng)較寬,邊梁可能是在人行道下,所以應(yīng)注意由于杠桿法計(jì)算橫向分配系數(shù)邊梁偏小,而用非對(duì)稱布置偏心受壓法又對(duì)邊梁計(jì)算偏大的問題。
對(duì)于上部結(jié)構(gòu)為桁架拱的墩臺(tái)蓋梁和拱上建筑橫橋向?yàn)榕偶苤纳w梁,也應(yīng)按上述要求考慮汽車荷載橫向布置和分配。
2.蓋梁內(nèi)力計(jì)算時(shí)墩柱支承寬度影響的考慮
由于支承蓋梁的墩柱面積較大,簡(jiǎn)化成點(diǎn)支承使蓋梁內(nèi)力計(jì)算偏大而顯得太保守,所以規(guī)范規(guī)定應(yīng)考慮支承寬度影響。
(1)負(fù)彎矩削峰。在計(jì)算蓋梁柱頂截面負(fù)彎矩時(shí),可采用負(fù)彎矩包絡(luò)圖在柱頂處削峰的方法減小負(fù)彎矩值。削峰寬度理論上認(rèn)為方柱時(shí)為柱寬6,圓柱時(shí)為0.8d(d為直徑)。但支承寬度對(duì)內(nèi)力的影響除與柱寬有關(guān)外,還與蓋梁跨度、高度和寬度有關(guān),這是一個(gè)很復(fù)雜的問題,考慮墩柱尺寸小于蓋梁尺寸,建議在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),方形柱取0.9b,圓形柱取(0.6 -0.8)d。
(2)正彎矩減小跨徑。按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的蓋梁,其計(jì)算跨徑應(yīng)取J。和1.15I。兩者較小值,其中J。為蓋梁支撐中心之間的距離。為蓋梁的凈跨徑。在確定蓋梁的凈跨徑時(shí),圓形截面柱可換算為邊長(zhǎng)等于0.8倍直徑的方形截面柱。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)