大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算摘要：本文以某过渡墩大悬臂盖梁为例，介绍大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算。关键词：不等跨过渡墩大悬臂倒T承载能力计算中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1．概述装配式预制梁桥受力明确，构造简单，易于标准化和规模化施工，是中小跨径桥梁中应用最为广泛的桥梁结构形式。盖梁作为预制梁桥重要的承重构件，承受上部结构的荷载并将其传递给桥墩。采用预制梁桥就不可避免地遇到盖梁设计问题。近年来，大悬臂盖梁以其线条简洁、造型美观、桥下空间易于利用等特点，在城市桥梁中得到越来越广泛地利用。在城市桥梁中，因为影响布跨的因素较多，常常出现连接非等跨桥梁的过渡墩。这样，过渡墩的大悬臂盖梁除了要进行抗弯和抗剪的设计外，还有比普通盖梁更加突出的抗扭设计问题。本文以某过渡墩大悬臂盖梁为例，介绍大悬臂预应力混凝土盖梁设计及强度分析验算。2．工程实例及计算模型某桥梁过渡墩两侧分别接40米和25米小箱梁，采用盖梁接双柱式桥墩。为降低盖梁高度，增加桥下净空，使盖梁视觉上更轻巧美观，本桥墩选择了倒T型盖梁。倒T型盖梁一般梁高较高，可以提供较普通盖梁有更好的强度，对结构的纵向抗震也有好处。本桥墩盖梁横桥向宽26.9米，悬臂长度9.55米。盖梁根部梁高4.4米，悬臂端梁高3.45米。盖梁截面全宽3.3米，倒T部分腹板宽1.5米。本桥墩两侧桥跨长度相差较大，为减小桥墩顺桥向弯矩，设置了30厘米的偏心。盖梁构造及配筋如下图1～图3所示：图1盖梁一般构造图2盖梁预应力钢束布置图3盖梁钢筋布置示意3．盖梁计算3．1计算内容对于大悬臂盖梁来说，主要计算内容在于其悬臂部分的结构计算。本次计算将桥墩盖梁简化为三维杆系计算模型，验算盖梁悬臂控制截面在外荷载作用下的抗弯、抗剪及抗扭承载能力是否满足规范要求。3．2计算方法除自重外，盖梁主要承受上部传来的荷载。上部恒载按实际重量计算，活载根据车轮作用的最不利位置采用杠杆法得出各支座反力。盖梁两侧小箱梁各恒、活载支座反力如下表：支座反力表单位：KN本次计算内力采用MIDASCIVIL软件，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004（以下简称“规范”）对结构进行结构验算。3.3施工步骤（1）桥墩及盖梁施工。（2）张拉第一批预应力钢束。（3）架设上部主梁。（4）张拉第二批预应力钢束。（5）施工桥面系。（6）使用阶段（汽车荷载）。3.4分析过程3.4.1抗弯计算盖梁悬臂为静定结构，沿横桥向承受各支座反力，受力明确，抗弯计算方法与普通盖梁悬臂相同，计算结果可由程序直接给出。本盖梁抗弯钢筋采用直径d28mm，间距10cm，共15根；预应力钢束采用4束17φS15.24和4束19φS15.24，共144根。由此可验证横梁横桥向配筋，尤其是预应力钢束配置是否合理。计算选项取图1所示各支座位置截面作为典型截面，验算盖梁悬臂抗弯承载能力。计算最不利位置为4号截面，抗弯承载能力安全度为1.33。盖梁悬臂翼缘A-A截面（图4）计算，反力P按40米跨径一侧的较大值考虑（P值取40米跨一侧半幅桥支座反力合计值=11017KN），取盖梁横桥向整体断面计算抗弯承载能力。由此可验证图3中N5号大箍筋配置（直径d16间距10cm，共126根）是否满足截面横向抗弯要求。计算抗弯承载能力9222kN?m，设计值5619kN?m，安全度为1.64。此方法可较好的计算翼缘截面，但因盖梁悬臂横桥向为变截面，因此以翼缘截面作整体计算结果偏于保守，设计可作参考。图43.4.2抗剪计算横桥向取图1所示C-C截面为计算截面，按照规范第5.2.7条及5.2.9条公式进行计算。C-C截面抗剪计算方法与普通盖梁悬臂相同。本盖梁计算截面高3.9米，同一截面内配6肢直径d16的箍筋，间距10cm。斜截面内混凝土和箍筋提供了较好的抗剪承载能力。经计算，抗剪承载能力为31925KN，设计剪力值8195KN，安全度较高，为3.89。盖梁悬臂翼缘B-B（如图4所示）截面计算，剪力值同抗弯计算中反力P，按40米跨径一侧的较大值考虑。取盖梁横桥向整体断面作抗剪承载能力及抗剪截面验算。由此可根据规范第5.2.11条验证截面各箍筋（图3中N6号和N7号钢筋，直径d16，间距10cm，同一截面共1...