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桥梁下部结构及基础设计审查要点,都要做到心中有数!

发布于:2022-09-08 14:24:08 来自:道路桥梁/桥梁工程 [复制转发]

这些要点适用于桥梁专业的初步设计及施工图设计


01
结构分析

下部结构可采用桥梁通、桥梁博士以及MIDAS CIVIL来计算。


应对桥梁整体可能作用于下部结构的荷载进行纵向、横向的分析计算,如上部结构恒载、活载、温度力、制动力、地震力、上部结构混凝土收缩徐变、离心力、土压力等,以确定作用于下部结构的最不利荷载组合。 

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应合理选择支座形式、厚度,合理确定墩柱截面及柱高、上部结构分联位置等,以取得适宜的墩柱内力,合理配筋。


进行下部结构内力计算时宜适度考虑桩基础的变形,或按其它方法模拟桩基础的刚度。可采用“m法”来模拟桩基础刚度或者“等代桩长法”。 

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墩台盖梁与柱应按刚构计算。当盖梁与柱的线刚度之比大于5时,双柱墩台盖梁可按简支梁计算,多柱墩台盖梁可按连续梁计算。当盖梁采用预应力混凝土结构时,应力控制同主梁结构。 

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采用桥梁博士模拟盖梁受力分析时,对于空心板梁,由于支座间距较小,可以将盖梁直接作为桥面单元进行活载加载;对于T梁或小箱梁,因为支座间距比较大而不能将车轮直接作用在盖梁上,需要在盖梁上设置虚拟桥面单元来模拟车道面,与盖梁采用主从约束来连接。上部结构恒载作为静荷载施加在支座处即可。 


虚拟桥面与盖梁的主从约束需要使用两种情况分别模拟:虚拟桥面简支梁(杠杆法)和虚拟桥面连续梁(偏心受压法)。杠杆法控制正弯矩截面;偏心受压法控制负弯矩截面。 


虚拟桥面连续梁的刚度至少大于盖梁的100倍。虚拟桥面为连续梁时,刚度可在特征系数里的单元弹性模量修正系数修改为100即可。 


对于设置双支座的倒梯形薄壁墩应计算分析墩身顶部横向的劈裂拉力。 

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基础结构构件自身承载力及稳定性应采用作用效应基本组合和偶然组合进行验算。但稳定性验算时各分项系数均取1.0。 


地基进行竖向承载力验算(对桩基础而言竖向承载力验算即为其桩长计算)时,传至基底或承台底面的作用效应按短期效应组合采用,同时考虑偶然组合(但不含地震作用)。 


采用短期组合时,其中可变作用的频遇系数均取1.0,汽车还应计入冲击(填料厚度大于0.5m的拱桥、涵洞及重力式墩台可不考虑汽车的冲击)。 


采用偶然组合时,不考虑结构重要性系数,其他分项系数、频遇系数及准永久系数均取1.0。 


桩基础应取桩顶最不利荷载组合按规范要求进行承载力及桩截面应力计算。对于有冲刷的跨河桥桩基础应考虑冲刷前后的状态分别进行计算,计算时可采用以m法编制的桩基计算程序。 


设计是否采用独柱墩不仅要保证结构安全性,还要根据当地习惯及业主要求,如业主不同意设计独柱墩,则设计时不应采用。 


对于独柱T形墩,应保证其具有足够的横向刚度。 

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通过计算模拟,按现行规范验算墩台顶水平位移及单桩水平位移。在荷载作用下,墩台顶水平位移△不应超过容许值0.5(L)0.5cm,其中L以m为单位(L≤25m时均按25m计算)。地面处桩身截面水平位移最大值不超过10mm。 


对于扩大基础,还应进行地基沉降计算。计算基础沉降时,传至基础底面的作用效应按长期组合采用。该组合仅为直接施加于结构上的永久作用标准值(不含砼收缩、徐变、基础变位作用)和可变作用准永久值(仅指汽车荷载且不计冲击和人群荷载)引起的效应。 





02
盖梁构造

盖梁应满足上部结构及下部结构对其构造尺寸及内力的要求。对于简支梁桥墩盖梁尺寸还应满足抗震措施要求。桥梁简支端的盖梁均应设主梁侧挡块。边盖梁长度应综合考虑栏杆、地袱、伸缩缝、挡土墙构造或道路边坡等因素来确定。 

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盖梁构造图中应标注支座顶面高程、支座垫块尺寸,说明支座安装方式,采用环氧树脂固定支座时,应要求环氧砂浆不得高于支座底面。盖梁顶面与主梁底之间应有不小于0.1m的空间,以备更换支座时设置千斤顶。 


盖梁采用预应力混凝土结构时,预应力钢筋可采用规范规定的钢丝、钢铰线及标准强度为1860MPa的低松弛钢铰线。如采用低松弛钢铰线应在图纸中予以说明。

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设计中应采用经过鉴定并符合国家标准和行业标准的锚具,预应力锚具、锚下钢筋及波纹管应按产品手册配套使用。 


当盖梁预应力钢筋张拉与主梁吊装交替进行时,应在设计文件中写明施工顺序,并应要求主梁吊装前将已张拉的预应力孔道及时灌浆。 


构造图中应注明盖梁与柱、桩的几何关系,特别是弯、斜、异型桥及桥梁中线与道路中线不重合时,应给出墩柱坐标。 


边盖梁雉墙和道路相接处,应注明衔接桩号,并标注与道路挡墙相对应的雉墙顶高程。搭板以外的雉墙顶部应留伸缩缝预埋槽,二次浇筑混凝土。 


斜盖梁的箍筋宜垂直盖梁放置。 


当盖梁较宽、支承反力偏心较大时,设计计算及配筋要考虑其双向受力的特点,盖梁横向应设置整体式箍筋。


03
墩柱构造

墩柱形式有板式、圆柱式、花瓶型、Y型等,墩柱形式的拟定应根据上部结构形式、景观要求、当地建桥习惯以及业主要求等决定。一般情况下,上部为T梁、空心板、小箱梁等由多片梁体组成的桥梁采用带盖梁柱式墩;对于直腹板箱梁可采用板式、独柱墩等;对于斜腹板箱梁可采用花瓶墩、Y型墩及其他带有倾斜边的造型。 

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鉴于当前采用独柱墩形式桥梁倾覆现象严重,采用独柱墩应慎重考虑。 


墩柱断面形式:跨线桥宜优先采用矩形截面(矩形墩角隅做倒圆处理,倒圆半径可根据工程实际情况自行确定,以免角隅混凝土剥落);跨河桥宜采用圆形截面;独柱墩应尽量采用横桥向刚度较大的矩形截面。当墩柱较高时,应加大墩柱断面以取得满意的视觉效果(一般取长细比1/6~1/8)。 


墩柱主筋直径及根数应根据受力计算确定,主筋在柱内不应截断,并应锚固于盖梁及承台内。为便于施工,主筋可通到承台底。 


矩形墩柱现浇时,应在柱中位置留1×0.7m的空挡,便于混凝土振捣,此处箍筋可以用钩筋替代,但应钩于墩柱的箍筋上。 

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柱顶支座下应配直径φ10的钢筋网,间距0.1×0.1m,层距0.1m,形成空间网格,高度取0.6倍柱直径或短边长度,并沿其周边设一圈直径φ10的竖直短筋。 


当墩柱顶直接支承主梁时,应在墩柱顶设钢板套箍,高度取0.8倍柱直径或短边长度。同一座桥墩柱尺寸不同时,套箍高度应相等,圆形套箍不必设锚固筋,矩形套箍应设拉筋。


当采用约束有方向性的支座时,应注明支座安装的纵横方向,在地震烈度大于或等于7度地区应设防落梁设施。 


设置于高速公路或快速路分隔带上的墩柱宜设钢管套箍,柱底设法兰盘并包封混凝土。墩柱采用补偿收缩混凝土。 


当墩柱内力较大(相当于采用容许应力法设计时,混凝土压应力达到容许值的90%),又不宜加大断面时,应设钢管套箍,柱底设法兰盘并包封混凝土。墩高大于10m时,也可设钢管套箍。墩柱钢管套箍中混凝土应采用补偿收缩混凝土。


柱式墩台的柱身间设横系梁时,其截面高度和宽度可分别取0.8~1.0倍和0.6~0.8倍的主直径或长边边长。横系梁四角应设置直径不小于16mm的纵向钢筋,并设直径不小于8mm的箍筋,箍筋间距不应大于横系梁短边尺寸或400mm。 


墩柱潜在塑性铰区域加密箍筋配置;塑性铰区域加密箍筋最小体积配箍率的计算;塑性铰外箍筋最小体积配箍率的规定;墩柱纵向主筋的体积率范围及布置方式;空心截面墩柱塑性铰区域加密箍筋的配置方式;墩柱主筋与盖梁承台的连接方式及主筋锚固长度规定等。  




04
承台及桩构造

钻孔灌注桩最小配筋率取6‰,一般不宜超过1.5%。 

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摩擦桩桩底素混凝土长度取值及桩内主筋截断:当桩长小于或等于20m时可取桩长的1/5;当桩长大于20m时可取桩长的1/3.5~1/4。桩内主筋应分两批截断,第一批应在最大弯矩截面以下5~8倍桩径处。 


桥梁通软件:摩擦桩直通钢筋长度不得小于4/α+2(m),一般情况下桩长20m时,直通钢筋长度取17~18m左右,桩长30m时,直通钢筋长度取25~27m左右,被截断钢筋长度一般取直通钢筋长度(冲刷线以下)的2/3倍,但不得小于2.5/α+2(m) (α为土中桩的变形系数,见《公路桥涵地基与基础设计规范》)


其他院摩擦桩:L≤20m,素混凝土段长度h=0.5m,钢筋不截断。L>20m,第一批截断钢筋长度15m(桩顶自由长度大于3m时取为18m),素混凝土段长度如下:20<L≤30m,素混凝土段长度h=0.5m~2m,中间内插;30<L≤40m,素混凝土段长度h=2m~5m,中间内插。L>40m,第一批截断钢筋长度20m(桩顶自由长度大于3m时取为23m),素混凝土段长度如下:40m<L≤50m,素混凝土段长度h=5m,取定值,不内插;L>50m,素混凝土段长度h=8m,取定值,不内插。 


摩擦桩桩底沉淀层厚度一般按不大于20cm。 


嵌岩桩α*h≥4时应注意钢筋伸至桩底(其中h为地面(无冲刷时)或局部冲刷线以下基础入土深度,α为土中桩的变形系数,见《公路桥涵地基与基础设计规范》附录P第P.0.2条(P84)),当α*h≤4,但桩侧土质较差时,也应考虑钢筋伸至桩底。

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桩的箍筋宜采用螺旋筋,直径一般取φ8~φ14(应采用光圆钢筋,不采用螺纹钢),根据主筋直径、桩直径等确定。箍筋加密区段取值为从桩顶至最大弯矩以下3倍桩径处(最小也必须大于50cm),箍筋间距一般取8cm~10cm。螺旋箍筋的接头必须采用焊接,端头应伸入混凝土核心内。 


当受地形、管线、工期等因素限制时,也可采用矩形桩。矩形桩的配筋应考虑钢筋笼吊装时的变形问题,箍筋设置要考虑预留混凝土灌注孔。 


当采用桩接柱且桩、柱直径不同时,桩柱相接处应做成2:1~3:1的变坡(包括主筋),此处墩柱钢筋不宜采用直接锚入混凝土的形式,可将桩、柱主筋焊接,在主筋凹角处,必须设箍筋加强,见下图。


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承台可以简化为两种体系进行计算:一种是梁式体系;另一种是撑杆-系杆体系。


梁式体系:承台下面外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度,正截面抗弯承载力的计算可作为悬臂梁来计算。承台截面计算宽度及弯矩的计算见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》来进行。


撑杆-系杆体系:承台下面外排桩中心距墩台边缘等于或小于承台高度,承台短悬臂可按“撑杆-系杆体系”计算撑杆的抗压承载力和系杆的抗拉承载力。

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承台高度最小一般不小于1.5m,一般取桩径的1~2倍。承台一般采用C30混凝土,承台底设10cm~15cm厚C15素混凝土垫层找平,承台顶底钢筋宜焊接成骨架。


承台受力主筋按计算配置,并沿承台宽度均匀布置。承台四周的构造钢筋直径宜采用φ12~φ16,间距0.15~0.20m;承台桩中距≥3倍桩径,宜在两桩之间设置吊筋,吊筋直径一般可取16mm,间距按100mm~150mm来布置。 


桩顶主筋伸入承台的连接方式,桩顶伸入承台一般取100mm。 


为了使力传递能更顺利,一般柱主筋、桩主筋伸入承台内的钢筋均宜做成喇叭形,按与竖直方向呈15°角叉开,锚固长度一般按35倍的主筋直径取用(对于抗震设防烈度7度及以上的地区,锚固长度应按45倍的主筋直径取用)。 


05
桥台构造

桥台及基础形式确定应综合考虑填土高度、路基形式及地基条件等。 

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(1)当采用埋置式桥台且地基条件较好时,填土高度小于5m,可采用单排柔性桩墩;填土高度大于或等于5m,宜采用肋板式桥台,肋板式桥台的承台不应埋置太深。 


(2)当无条件放坡,且填土高大于5m时,可采用边墩盖梁,周边设挡墙板与道路挡墙相接,形式应与道路挡墙一致;否则应采用双排桩基承台重力式桥台。 


(3)基础可为桩基,在地基条件允许时亦可采用天然地基上的扩大基础。 


桥台的前墙应垂直设置温度缝,间距6m左右,缝之间设止水带,温度缝应在墙背处设宽度1m左右的防水层。温度缝不宜设在桩顶范围。 

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桥台台帽上必须设置排水槽及泄水孔。桥台台身应设置排水孔,当采用边墩盖梁时,其周边的挡墙板也应设排水孔。 


桥台前墙及侧墙应设防收缩钢筋,钢筋间距设置:由上至下台身2/3范围采用0.15(竖向)×0.10m(横向)、1/3范围采用0.15(竖向)×0.075m(横向),钢筋采用直径φ8(竖向)~φ12(横向),水平钢筋宜设在外层,垂直钢筋宜锚入基础或承台;防收缩钢筋也可采用冷轧带肋钢筋焊网0.1×0.1m,钢筋采用直径φ7(竖向)~φ10.5(横向)。 


桥台侧墙或耳墙宽度应考虑防撞护栏的构造要求,当耳墙较长时应考虑填土碾压时的土压力。 


桥台雉墙宽度不小于0.25m,抗震设防时配筋应按地震力计算。雉墙上应设桥头搭板锚筋。 


桥台台帽支座范围应设间距0.075m的钢筋网,钢筋网应伸入雉墙内并与前墙竖筋搭接。 


弯桥、斜桥应在桥台处设防转动装置,可采用四氟板橡胶支座嵌入桥台梁侧挡块与主梁之间形成。 

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桥台后宜回填碎石、卵石土、砂砾等,密实度应要求达96%以上。 


桥台土压力计算时,应根据桥台位移和压力传递方式而定。梁体桥台承受的水平土压力一般按主动土压力计算。但是当桥台刚度很大(比如重力式桥台、组合式桥台等),不可能产生移动,滑动土体不可能形成时,可按静止土压力计算。一般情况下,为了提高桥台安全系数,桥台前侧土体的压力可不予考虑。 



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某大桥基础及下部结构施工组织设计

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知识点:桥梁下部结构及基础设计审查要点


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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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