钢板组合梁桥墩扩大头优化设计及计算分析

武 林， 胡清和

(1.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088；2.公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

皖南某山区高速目前已推广应用钢板组合梁桥,全线共31座钢板组合梁桥,总长度12.12 km[3]。由于本项目地处山区,架设钢板梁工字钢及预制桥面板均采用架桥机,因此合理地设计钢板组合梁桥墩显得尤为重要。

1 施工图阶段钢板组合梁桥墩结构

施工图设计中,钢板梁下部桥墩结构如图1所示,其中墩顶扩大头宽度a为110 cm(35 m跨径钢板组合梁)。

图1 下部桥墩立面图(施工图阶段)

2 桥墩结构优化的原因

本项目钢板组合梁架桥机为GYLQ180t-40型,该架桥机两支腿中心点间宽度为920 cm[4]。由图1可知,桥墩墩顶宽度为890 cm,无法满足架桥机架设要求。

3 桥墩结构的优化

为保证架桥机放置,需对墩顶扩大头进行加宽，可在桥墩墩顶设置牛腿,优化后的桥墩结构，如图2所示。

图2 下部桥墩立面图(优化后)

4 牛腿模型计算

根据《混凝土结构设计规范》[5]规定,对于a不大于h0的柱牛腿(图3),截面尺寸应符合下列几点要求:

图3 牛腿尺寸参数图

4.1 牛腿裂缝控制要求

本项目采用的GYLQ180t-40型钢板组合梁架桥机,其前支腿支点处最大反力为800 kN,无水平拉力值。为考虑受力最不利影响,取Fvk=800 kN,Fhk=0 kN,a=1.6 m。

根据计算,扩大头需配置12根直径为28 mm的HRB钢筋才能满足抗裂要求,实际按照14根直径28 mm HRB进行配筋。

4.2 牛腿顶面局部压应力计算

在牛腿顶面的受压面上,由竖向力标准值Fvk=800 kN引起的局部压应力不应超过0.75fc。前支腿受压面为0.3 m×0.3 m。……