【正文】 （二）墩柱配筋計(jì)算1． 縱向配筋先判斷大小偏心取最小配筋率，即進(jìn)行檢算 換算截面：由于是對(duì)稱配筋，所以 初始偏心矩： 偏心距增大系數(shù)：偏心軸力對(duì)換算截面重心軸的偏心距： 所以屬小偏心受壓構(gòu)件。 取最大彎矩計(jì)算，梁截面尺寸， 內(nèi)力臂第十一章 橋墩設(shè)計(jì)一、 恒載梁自重： 二期恒載： 恒載為： 由恒載引起的支座反力為：列車梁由兩個(gè)支座支撐在墩帽梁上，分別記為A支座，B支座。1． 預(yù)加預(yù)應(yīng)力階段混凝土截面正應(yīng)力計(jì)算本階段構(gòu)件主要承受預(yù)加力和構(gòu)件自重的作用，其受力特點(diǎn)是：預(yù)加力值最大（因預(yù)應(yīng)力損失最?。?，而外荷載最?。▋H有構(gòu)件的自重作用）。 因沒有非預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋，則 、——分別為與檢算的斜截面相交的非預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋和預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的全部截面面積； 、——分別為彎起的非預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力筋的切線傾角。取，取。 ——所有預(yù)應(yīng)力筋預(yù)加應(yīng)力（扣除相應(yīng)階段的應(yīng)力損失和后）的內(nèi)力； ——預(yù)應(yīng)力筋預(yù)加應(yīng)力的合力至混凝土凈截面形心軸的距離； 、——混凝土的凈截面面積和截面慣性矩。四．混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失；在后張法結(jié)構(gòu)中，由于一般預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量較多，限于張拉設(shè)備等條件的限制，一般都采用分批張拉、錨固預(yù)應(yīng)力筋。χ取值為跨中截面到張拉端的距離，χ=。3） 二期荷載 縱向上，則在橫向板上大小為：當(dāng)這些力共同作用時(shí)，求出其最大彎矩，根據(jù)最大彎矩配設(shè)橫向鋼筋，滿足頂板的橫向要求。其鋼筋配置圖如下圖： 分析8號(hào)節(jié)點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋布置 其中 此刻三號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為，二號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為，一號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為。 解得： 此刻三號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為，二號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為，一號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋高度為，滿足要求。 由公式 可知： 截面抗彎承載力按下式驗(yàn)算： 經(jīng)檢驗(yàn)： 滿足要求根據(jù)規(guī)范取預(yù)埋金屬波紋管直徑為，管間的間距為 插圖預(yù)應(yīng)力筋圖綜合分析，三號(hào)預(yù)應(yīng)力鋼筋在節(jié)點(diǎn)便可以彎到下側(cè)，抵抗下部的彎矩值，上部分由一號(hào)、二號(hào)和短索就可以滿足要求，三號(hào)鋼筋取用半徑為，則在節(jié)點(diǎn)時(shí)高度為780mm。1截面反力影響線： 移動(dòng)荷載在1截面作用的最不利位置如圖所示：2截面即邊跨1/4截面彎矩影響線：3截面即邊跨跨中截面彎矩影響線： 4截面即支座處反力影響線： 移動(dòng)荷載最不利加載情況：彎矩影響線為： 5截面即跨中截面彎矩影響線： 根據(jù)上面的影響線，將移動(dòng)荷載加載在最不利的位置，由此得出移動(dòng)荷載作用下，梁產(chǎn)生的內(nèi)力為：截面位置剪力 彎矩 端部01/4跨截面邊跨跨中截面支座截面跨中截面移動(dòng)荷載作用下的彎矩圖： 將上述的荷載進(jìn)行組合，可以有5種情況：自重+二期恒載自重+二期恒載+沉降自重+二期恒載+移動(dòng)荷載自重+二期恒載+沉降+移動(dòng)荷載將上述組合分別計(jì)算，求出內(nèi)力。梁體截面分布圖：利用橋梁計(jì)算軟件建模，將其平分為個(gè)單元，每單元，將單位集中荷載在梁體上移動(dòng)，畫出其各節(jié)點(diǎn)的影響線，影響線確定后，將移動(dòng)荷載作用在最大處，由此來計(jì)算出移動(dòng)荷載在最不利位置而產(chǎn)生的梁體的內(nèi)力?？煞譃榱N情況作用在橋梁上。具體尺寸見下圖：一、 本橋主要材料預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用號(hào)混凝土；預(yù)應(yīng)力鋼筋采用的鋼絞線，；非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用級(jí)鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用級(jí)鋼筋。1． 主跨徑的擬定主跨徑定為，邊跨跨徑根據(jù)國內(nèi)外已有經(jīng)驗(yàn)，為主跨的倍，采用倍的中跨徑，即，則全聯(lián)跨徑為：2．主梁尺寸擬定（跨中截面）（1） 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與起跨徑之比通常在～之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，高跨比約在～，當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案。所以選擇柱式橋墩。在地質(zhì)不良地段、路基穩(wěn)定不能保證時(shí)，不宜采用輕型橋墩。柱式橋墩是目前公路橋梁、橋?qū)捿^大的城市橋梁和立交橋及中小跨度鐵路旱橋中廣泛采用的橋墩形式。箱型梁截面圖如下： 三、橋墩方案比選橋墩類型有重力式實(shí)體橋墩、空心橋墩、柱式橋墩、輕型橋墩和拼裝式橋墩。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀效果差。但美觀較差，并且徐變變形大，對(duì)于無縫線路整體道床軌道結(jié)構(gòu)形式來說，存在著后期維修養(yǎng)護(hù)工作量大的缺點(diǎn)。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。連續(xù)單箱梁方案該方案結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)?？鐝捷^大，線條非常美，與環(huán)境和諧，增加了城市的景觀養(yǎng)護(hù)維修量小小較大設(shè)計(jì)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)較豐富，國內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)豐富，國內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗(yàn)一般，國內(nèi)一般水平施工技術(shù)滿堂支架法：結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，不引起恒載徐變二次矩，預(yù)應(yīng)力筋可以一次布置，集中張拉等優(yōu)點(diǎn)。受力明確，理論計(jì)算較簡單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完善和成熟在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。但連續(xù)梁對(duì)基礎(chǔ)沉降要求嚴(yán)格，特別是由于聯(lián)長較大，橋上無縫鋼軌因溫度變化而產(chǎn)生的水平力很大，使得梁體與墩臺(tái)之間的受力十分復(fù)雜，加大了設(shè)計(jì)難度。目前我國城市軌道交通高架橋結(jié)構(gòu)一般考慮簡支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動(dòng)力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。這類橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價(jià)低廉，同時(shí)橋型美觀，反映出力與美的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境的和諧，增加了城市的景觀。由于天津地鐵一號(hào)線所建位置地質(zhì)情況是軟土地基，故不考慮此橋型。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。拱橋 拱橋的靜力特點(diǎn)是，在豎直何在作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)橋梁作出綜合評(píng)估。4． 先進(jìn)性橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。2． 舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。任選三種作比較，從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。（2） 工程地質(zhì)：天津地鐵一號(hào)線經(jīng)過地區(qū)處于海河沖積平原上，地形平坦，地勢(shì)低平，地下水位埋深較淺，沿線分布了較多的粉砂、細(xì)砂、粉土，均為地震可液化層，局部地段具有地震液化現(xiàn)象。原始資料1. 地形、地貌、氣象、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、地震烈度等自然情況（1） 氣象：天津地區(qū)氣候?qū)儆谂瘻貛啙駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，部分地區(qū)受海洋氣候影響。沿線地層簡單，第四系地層廣泛發(fā)育，地層分布從上到下依次為人工堆積層、新近沉積層、上部陸相層、第一海相層、中上部陸相層、上部及中上部地層廣泛發(fā)育沉積有十幾米厚的軟土。橋梁設(shè)計(jì)原則1． 適用性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。梁橋梁式橋是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力的橋梁。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。石拱對(duì)石料的要求較高，石料加工、開采與砌筑費(fèi)工，現(xiàn)在已很少采用。梁拱組合橋軟土地基上建造拱橋，存在橋臺(tái)抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。斜拉橋斜拉橋的特點(diǎn)是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。懸索橋的主纜為承重索，它通過吊索吊住加勁梁，索兩端錨于地面，稱地錨體系。簡支梁受力明確，受無縫鋼軌因溫度變化產(chǎn)生的附加力、特殊力的影響小，設(shè)計(jì)施工易標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化；但其梁高較大，景觀稍差，行車條件也不如連續(xù)梁。考慮到天津地鐵工程地質(zhì)條件，綜合考慮，采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)作為高架區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)型式。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較??；且簡直梁梁高較大，與城市的景觀不協(xié)調(diào)軟土地基上建造拱橋，存在橋臺(tái)抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。施工難度一般預(yù)制T型構(gòu)件，運(yùn)至施工地點(diǎn)，采用混凝土現(xiàn)澆，將T型梁連接，其特點(diǎn)外型簡單、制造方便，整體性好轉(zhuǎn)體施工法：對(duì)周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開建造，再最后合攏，可加快工期，是近十年來新興的施工方法，施工難度較大工 期較 短較短較 長由上表可知，根據(jù)天津地鐵一號(hào)線的情況，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇第一方案經(jīng)濟(jì)上