桥梁下部结构宣贯PPT课件.ppt

下部结构参考图宣贯 2014年8月 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 下部结构参考图宣贯 1 桥梁下部方案不尽合理 2 墩台的尺寸不统一 个人主观和习惯做法往往起主导作用 3 细部构造设计不统一 不尽合理 4 缺乏详细的结构分析与计算 凭经验配筋时有发生 新编桥梁下部参考图根据路基宽度 跨径等进行编排 共四十二册 标准规范 1 公路工程技术标准 JTGB01 2003 2 公路桥梁设计通用规范 JTGD60 2004 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004 4 公路桥涵施工技术规范 JTG TF50 2011 5 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG TB07 01 2006 6 公路交通安全设施设计技术规范 JTGD81 2006 7 公路工程抗震设计规范 JTJ004 89 8 公路桥梁抗震设计细则 JTG TB02 01 2008 9 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 10 公路桥梁抗风设计规范 JTG TD60 01 2004 11 公路圬工桥涵设计规范 JTGD61 2005 12 钢筋混凝土用热轧光圆钢筋 GB11499 1 2008 13 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋 GB1499 2 2007 14 公路桥梁板式橡胶支座 JT T4 2004 15 公路桥梁板式橡胶支座规格系列 JT T663 2006 技术标准 1 汽车等级 公路 级 2 设计安全等级 一级 桥梁结构的重要性系数取1 1 3 环境类别 类 一般环境 4 环境作用等级 B级 C级 C级用于干湿交替环境 5 地震动峰值加速度 0 05g 0 1g 0 15g 0 2g参考使用 6 场地土类别 类 类 类 IV类参考使用 耐久性设计本次参考图设计按 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 JTG TB07 01 2006的要求进行了耐久性设计 除对材料指标进行了相关规定外 还严格控制了各构件的主筋 箍筋的混凝土净保护层厚度 净保护层厚度 桥梁下部结构的设计要点及计算参数1 主要设计参数 1 混凝土 重力密度 26kN m3 2 台后填土 重力密度 19kN m3 3 填土内摩擦角 30 4 地基比例系数 m 5000kN m4 m 10000kN m4等2种 2 土压力计算 台后填土和汽车土压力及台前溜坡土压力按库仑主动土压力计算 台后汽车的作用按等代土层法进行计算 3 全桥汽车制动力 温度力等水平荷载在桥梁下部结构计算时按照集成刚度法进行水平力分配 4 地震力计算采用反应谱计算方法 E1地震时结构处于弹性状态 E2地震时结构可局部进入塑性状态 5 4车道和6车道的桥梁桥墩采用双柱式 盖梁高度根据计算确定 设计时进了统一和归并 桥台的柱 肋 数与桥墩相同 6 桩基础的内力计算采用M法 7 承台计算根据承台的厚度 基桩排列的情况按照规范规定分别采用 拉杆 压杆模式 或 弯矩模式 进行计算 1 桥墩的方案选择及造价影响 1 高墩柱式墩与薄壁墩的比较35m墩高的柱式墩的造价比薄壁墩的造价能节省1 3 2 4车道及6车道高速公路单幅桥桥墩采用双柱式桥墩 与三柱式桥墩相比 桥墩造价能节省5 10 3 不设置柱间系梁 2 桥台的方案选择及造价影响 1 4车道及6车道高速公路单幅桥肋式 柱式桥台采用两肋或两柱 2 台高不大于7m时 不设置承台间系梁 与采用三片肋 设置承台间系梁的肋式桥台比较 造价能节省15 25 桥墩主要尺寸 桥墩主要尺寸表 4车道 桥墩主要尺寸表 6车道 柱式桥台主要尺寸 柱式桥台主要尺寸表 4车道 柱式桥台主要尺寸表 6车道 肋式桥台主要尺寸 肋式桥台主要尺寸表 4车道 肋式桥台主要尺寸表 6车道 1 桩柱配筋计算时应按规范规定考虑风荷载参与组合 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 规定 风荷载为可变作用的一种 可与制动力同时参与组合 公路桥梁抗风设计规范 JTG TD60 01 2004 规定 当风荷载与汽车荷载组合时 桥面高度处的风速Vz 25m s 04通用规范 中考虑了阵风风速系数等参数 计算发现基本风压为 89通用规范 的2倍以上 风荷载计算对比表 2 盖梁设计中考虑了桥面处风速为Vz 25m s的风荷载 并对盖梁的配筋进行了优化设计 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004 中规定 墩台盖梁与柱应按刚构计算 当盖梁与柱的线刚度 EI L 之比大于5时 双柱式墩台盖梁可按简支梁计算 对于双柱式桥墩为例 当当盖梁与柱的线刚度 EI L 之比大于5时 按规范要求 结构可按图 a 的模式进行计算 当该模型施加横桥向水平力时 不会对盖梁的弯矩产生影响 当结构按图 b 的模式计算时 施加横桥向的水平力时 不但盖梁上会产生弯矩 墩柱上也会产生弯矩 如图 c 图 a 简支梁模型 图 b 刚构模型 图 c 刚构模型弯矩图 考虑风荷载的作用 不论盖梁与柱的线刚度之比如何 都应采用刚构模型进行计算分析 双柱式桥墩盖梁计算模型 在风荷载的作用下 盖梁支点处的配筋会显著增大 随着墩高的增加 风荷载也会增加 故盖梁配筋也会随墩高的增加而增大 3 根据 M法 的计算分析的成果优化桩基主筋的截断位置 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 规定 采用m法进行桩基内力计算 随着深度的增加 桩身的弯矩和剪力会逐渐减少 当桩长较长时 可在合适的位置截断部分主筋 为设计施工方便 一般考虑桩基主筋第1次截断的数量最多达到全部钢筋数量As的一半 通过计算找到配筋为As 2的桩身截面的最深位置 进而确定桩基主筋第一次截断的合理长度 以某直径为120cm的桩基为例 配筋As采用24根直径为22mm的主筋 经计算 在深度Z 3 7m时 配筋为As 在深度为Z 6 2m时 配筋为As 2 考虑钢筋的最小锚固长度以及一定程度的富余 可将第1次钢筋截断位置定为9m 而当桩基的有效入土深度h 4 为桩土变形系数 在z 4 深度以下桩身截面效应 弯矩 剪力 可以忽略不计 故钢筋2次截断的位置可取在该处 4 对4车道和6车道的肋式桥台均采用两片肋板的结构方案 根据对肋式桥台多种方案的计算分析 肋式桥台均采用两片肋板的结构方案 既能满足结构的安全性能的要求 经济性上也有较大的优势 对于台高不大于7m的肋式桥台 桥台承台间可不设置系梁 采用图中所示模型 对肋式桥台不设置承台间系梁时 考虑横桥向荷载对肋板的作用 桥台结构是安全可靠的 肋式桥台承台间设置系梁时 采用图中所示模型 考虑横桥向荷载及系梁上土重等荷载对系梁的作用 根据计算成果对系梁进行配筋设计 肋式桥台调整肋板前后位置的时候 也即调整L1的数值 桩顶力会有较为明显的变化 参考图设计中通过大量计算分析确定L1参数 使得桩基设计得到优化 5 对4车道和6车道的柱式桥台均采用两桩的结构方案 根据对柱式桥台多种方案的计算分析 柱式桥台均采用两桩的结构方案 能满足结构的安全性能的要求 经济性上虽然优势不大 但能较好体现设计施工标准化的理念 6 考虑到耳墙上需要设置护栏 耳墙配筋按考虑汽车碰撞的偶然荷载进行优化设计 耳墙位于路基宽度范围内 护栏设置在耳墙顶部 考虑到护栏可能受到汽车撞击的偶然作用 因此 耳墙设计时除了考虑土压力的作用 还应该考虑汽车撞击的偶然作用 耳墙厚度采用50cm 参考图设计中 根据计算结果加大了耳墙的配筋 并在靠近耳墙侧的背墙也加强了配筋 7 桥台背墙根据 预防梁板端头建筑废料跌落有效措施研究 的成果 将背墙做变厚倾斜处理 当桥台背墙做成桥面连续 桥台的受力体系发生改变 桥台受力复杂化 在活荷载的往复作用下 背墙连续出的桥面更易被破坏 在地震烈度较大的地区 桥台背墙处桥面连续后 使得桥台受力极为不利 8 桥墩墩柱的主筋伸入盖梁的部分不再偏折 避免与盖梁内的钢筋干扰 9 斜桥盖梁的钢筋骨架进行了重新编排 方便施工 10 为方便阅读 参考图按下部结构的施工顺序的先后来编排图纸 1 适用范围 1 有关墩台尺寸及配筋仅作为参考 施工图设计时应根据具体情况经过详细计算分析后予以确定 2 全桥各墩桩柱直径宜尽量减少尺寸种类 应根据各联墩高组合情况对桩柱直径进行适当调整 3 一联内最高墩不宜设置为边墩 如设置为边墩应根据计算结果考虑是否调整该墩尺寸 4 桥墩不设柱间系梁 施工图设计时 应按抗震计算结果 考虑是否增设柱间系梁 5 采用D80伸缩缝时 20m跨径时一联长度不宜超过 6 20 m 25m跨径时一联长度不宜超过 5 25 m 30m跨径时一联长度不宜超过 4 30 m 35m跨径时一联长度不宜超过 3 35 m 40m跨径时一联长度不宜超过 3 40 m 采用D160伸缩缝时 35m跨径时一联长度不宜超过 4 35 m 40m跨径时一联长度不宜超过 4 40 m 6 墩台支座总支撑高度 钢板外露 支座高度 支座垫块高度 取30cm 具体设计时可根据情况适当调整 如调整总支撑高度应相应调整支座垫石厚度及背墙高度等尺寸 7 参考图中桩 柱 盖梁 系梁 承台 台身 防震挡块 背墙等构件的钢筋构造仅满足地震动峰值加速度为0 05g的情况 地震动峰值加速度大于等于0 1g时 有关构件的钢筋构造应根据抗震需要另行设计 8 位于软土等不良地质条件的桥梁 不宜采用柱式桥台 桥墩基础宜与群桩或其它形式的基础进行比较 择优选择 9 参考图中桩基钢筋构造按摩擦桩进行设计 如采用其它类型的桩基应另行设计 10 墩柱及桩基配筋计算时 应按规范规定考虑风荷载参与组合 考虑风荷载组合后 如果某些墩柱及桩基的配筋出现较高的配筋率 宜调整墩柱及桩基的截面尺寸 2 关于 墩柱配筋计算参考数据表 的应用 3 桩柱径尺寸的灵活应用 具体项目设计过程当中 如果生搬硬套参考图中所规定的尺寸 有可能出现个别桥墩配筋率较高的现象 具体设计中可根据具体墩高组合 对个别桥墩桩柱径局部进行优化调整后 就可以达到比较理想的结果 15m墩高最不利组合 调整前 15m墩高最不利组合 调整后 调整前 严格参照参考图中的墩柱尺寸 经过计算发现边墩的配筋率较高 调整后 将边墩的墩柱直径和该联其它桥墩进行整体规划统一 再次计算后 不但边墩的配筋率显著降低