双柱墩一般构造图
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第二节 桥墩的构造桥墩按其构造可分为重力式、桩(柱)式、柔性排架桩式、钢筋混凝土薄壁和空心薄壁式及轻型桥墩等。
一、梁桥桥墩(一)重力式桥墩重力式桥墩由墩帽、墩身和基础组成。
1、墩帽墩帽是桥墩的顶端,它通过支座承托上部结构,并将相邻两孔桥上的恒载和活载传到墩身上。
由于它受到支座传来的很大的集中力作用,所以要求它有足够的厚度和强度。
墩帽的尺寸首先应满足桥梁上部结构的支座布置,其最小厚度一般不小于0.4m ,中小跨径梁桥也不应小于0.3m 。
它可按下式确定:顺桥向的墩帽宽度b (图5-2-2a )21222c c a a f b ++'++≥ (5-1-1)式中:f—相邻两跨支座间的中心距;它由支座中心至主梁端部的距离(1e 、1e ')和两跨间伸缩缝宽度0e (中小桥为2~5cm ;大跨径桥可按温度变化及施工可能出现的误差等决定)确定。
即101e e e f '++=a 、a '—支座垫板顺桥向宽度;1c —出檐宽度,一般为5~10cm ;2c —支座边缘到墩身边缘的距离,其值按表5-1-1规定的数值采用(图5-1-2b )支座到台、墩身边的最小距离(cm) 表5-1-1注:①采用钢筋混凝土悬臂式墩台帽时,上述最小距离为支座至墩台帽边缘的距离;②跨径100m 以上的桥梁,应按实际情况决定。
一般情况下,对于小跨径桥梁,墩帽纵向宽度不得小于100cm ;中等跨径桥梁不宜小于100~200cm ; (2)横桥向墩帽最小宽度B (图5-2-2b ):≥B 桥跨结构两外侧主梁中心距+支座底板横向宽度+21c +22c墩帽的厚度对于中、小跨径的桥梁不得小于30cm ,大跨径桥梁则不得小于40cm 。
拟定墩帽尺寸除满足上述构造要求外,还应符合墩身顶宽的要求,安装上部结构的要求以及抗震设防措施所需要的宽度。
图5-2-2 桥墩尺寸拟定墩帽一般要用C20以上的混凝土浇筑,加配构造钢筋,小跨径桥非严寒地区可不设构造钢筋。
城市连续梁桥双柱墩E2地震作用墩顶容许位移计算杨一维;郑凯锋;张锐【摘要】文章结合工程实例,按照桥梁延性抗震设计的思路,从原理上推导并验证了E2地震作用下规则桥梁双柱式桥墩墩顶纵向容许位移.采用有限元数值模拟的方法,对双柱式桥墩进行非线性静力分析,得到E2地震作用下双柱式桥墩墩顶横向容许位移,并且阐述了计算方法和流程.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】4页(P231-234)【关键词】地震;双柱墩;墩顶容许位移;非线性分析【作者】杨一维;郑凯锋;张锐【作者单位】西南交通大学,四川成都610031;西南交通大学,四川成都610031;西南交通大学,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U442.5+5震害调查显示,在强烈地震动作用下,按规范设计的某些桥梁并不具备抵抗强震的足够强度,但是却仍没有倒塌或者发生严重破坏,是因为结构的初始强度并没有因为非弹性变形的加剧而过度下降,也即具有较好的延性。
延性抗震理论不同于强度理论,它是通过特定部位的塑形变形,形成塑性铰,从而消耗地震能量,减小地震反应。
对于双柱墩,墩顶仅受纵向荷载,产生纵向位移时,桥墩最大弯矩出现在墩底位置;当墩顶仅受横向荷载,产生横向位移时,桥墩最大弯矩出现在墩底和墩顶。
当地震作用时,纵向变形时在墩底产生塑性铰,横向变形时墩顶和墩底均产生塑性铰,由此可见,采用统一的计算方法无法正确反映桥墩纵横向各自不同的力学特征,所以要分开考虑,分不同的计算方法计算两个方向的墩顶位移。
目前的抗震设计规范[1]已采纳了延性抗震理论,规定E2地震作用下,墩顶纵向容许位移直接按照给定公式计算,但目前尚无公式可直接计算出墩顶横向容许位移,横向变形时,双柱墩由于框架效应在墩顶和墩底均产生塑性铰,无法直接推导出墩顶横向位移计算公式,所以需利用有限元软件对双柱墩进行非线性静力分析从而得到墩顶横向容许位移。
因此,本文以某实际工程案例为背景,从力学原理出发,推导并验证了双柱墩墩顶纵向容许位移计算公式;采用Midas/Civil有限元数值模拟的方法,对双柱墩进行非线性静力分析(pushover)求得墩顶横向容许位移,并且阐述了计算方法和流程,为双柱墩墩顶容许位移计算分析提供参考。
第八节双柱式桥墩钻孔灌注桩算例(一)设计资料:我国某公路桥墩采用桩(柱)式桥墩,初步拟定尺寸如图3-41所示。
其上部结构为28米钢筋混凝土装配式T 型梁桥,桥面宽8米。
设计汽车荷载为公路-Ⅱ级。
图3-41(单位:mm)1.地质与水文资料:标高30.00米以上桩侧土为软塑亚粘土,其各物理性质指标为:重度3'/63.9mkN =γ(已考虑浮力),土粒比重G s =2.70,天然含水量w=21%,w L =22.7%,w P =16.3%;水平抗力系数的比例系数m=7000kN/m 4;桩侧土摩阻力标准值kPa q ik 40=;标高30.00米以下桩侧及桩底均为硬塑性土,其各物理性质指标为:重度3'/42.10m kN =γ(已考虑浮力),土粒比重G s =2.70,天然含水量w=17.8%,w L =22.7%,w P =16.3%,水平抗力系数的比例系数m=15000kN/m 4;桩侧土摩阻力标准值kPa q ik 65=;地基土承载能力基本容许值[]kPa f a 3500=。
常水位高程为43.80m ,最低水位高程为39.78m ,一般冲刷线高程为41.08m ,局部冲刷线高程为35.00m 。
2.材料:桩采用C25混凝土浇注,混凝土受压弹性模量E h =2.85×104MPa ,所供钢筋有R235和HRB335。
3桩、墩柱尺寸墩帽顶高程为47.4m,墩柱顶高程为45.9m,墩柱直径为1.0m。
该桥墩基础由两根钻孔桩组成,旋转成孔。
桩底沉淀土厚度t=(0.1~0.3)d。
桩顶高程为35.00m,上部在局部冲刷线处设置横系梁。
4.上部结构荷载①一跨上部结构自重G1=2435kN②盖梁自重G2=522.6kN③局部冲刷线以上一根墩柱重G3④桩自重G4⑤横系梁自重G5⑥汽车荷载在墩柱顶的引起的反力(已计入冲击系数的影响)两跨汽车荷载反力N6=536.68kN,一跨汽车荷载反力N7=400kN,在顺桥向引起的弯矩M=135kN.m车辆荷载反力已按偏心受压原理考虑横向分布的分配影响。
墩柱施工方案1概述桥梁墩柱主要采用双柱墩、单柱式墩,高架桥(含匝道)墩柱共90个,桥墩高度为3πr17.8m。
墩柱施工采用钢模板浇筑成型,一次浇筑完成。
桥梁下部结构施工工期为91天,单个墩柱(一次)平均施工周期为10天,为此全桥拟配置21套钢模板,方能满足施工需要。
2施工流程墩柱施工工艺流程图3施工方法(1)凿毛施工在承台混凝土终凝后,必须对承台顶面桥墩位置的混凝土面进行凿毛,露出混凝土中粗骨料、冲洗干净,同时对锚入承台内桥墩钢筋进行修整,但不得损伤立柱钢筋。
(2)测量放线终凝后对桥墩平面位置、标高重新进行放样复核,放线时弹出墩柱结构线和平面位置控制线,在承台上确定出墩身的中心坐标及平面位置,复核无误后进行下一道工序。
(3)脚手架搭设在桥墩钢筋绑扎的同时进行脚手架搭设,脚手架沿墩柱四周通长搭设,高度按照具体墩柱高度而定。
脚手架的搭设严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJl30-2011)中的相关要求进行施工。
脚手架采用①48X3.5mm扣件式双排钢管脚手架,立杆纵向距1.8m,横向距1.8m,步距为L5m;脚手架设置纵横、向扫地杆,离地面0.3m,当立杆基础不在同一高度时,将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于Inb靠近边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于0.5m。
在脚手架外侧立面设置45〜60度斜向剪刀撑,剪刀撑在同一立面上必须封闭,且四面必须同样形成封闭。
剪刀撑用钢管刷红白相间警示漆,红白漆间距均为0.4m。
跑道与脚手架同时搭设,脚手架搭设成“之”字形,跑道的宽度一般为1.2~1.5m,平台宽度1.5πb长度为2〜3m,跑道的坡度为1:3,跑道面板材料采用5cm厚木板,每隔0.3m设置防滑木条一道。
钢管搭接(剪刀撑搭接)处长度不少于Im且不少于3扣,剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,其中1、3扣距钢管端部的距离不小于0.1In。