崔國宏

1 工程概況

某連續(xù)剛構(gòu)為單線，客貨共線。兩邊主墩采用雙薄壁墩柱，壁厚2.4 m，墩柱底壁加厚至3.2 m，兩墩壁中心距6.4 m;承臺分兩層，上層承臺順橋向×橫橋向×厚度為13.2 m×16.6 m× 2.0 m，下層承臺順橋向×橫橋向×厚度為17.0 m×23.0 m× 4.0 m。樁基礎(chǔ)均采用12φ3.0 m鉆孔柱樁，順橋向三排，橫橋向四排，樁中心距6.0 m(見圖1)。

2 計算設(shè)計假定

連續(xù)剛構(gòu)橋主墩與梁固結(jié)，與樁基礎(chǔ)共同受力，在建立結(jié)構(gòu)計算模型時考慮樁基礎(chǔ)的組成形式及樁周土層力學(xué)性質(zhì)對結(jié)構(gòu)剛度的影響。為簡化計算模型，將群樁基礎(chǔ)換算成一承臺底帶彈性支承、樁底固結(jié)的單排柱(見圖2)。換算以兩種結(jié)構(gòu)在單位水平力作用下的水平位移及轉(zhuǎn)角、單位彎矩作用下的位移及轉(zhuǎn)角和單位豎向力作用下的豎向位移一致為原則，該方法成熟應(yīng)用于縱向計算模型。

3 承臺計算與設(shè)計

3.1 承臺抗壓和抗拉承載力設(shè)計方法

根據(jù)JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范，當(dāng)外排樁中心距墩臺身邊緣不大于承臺高度時，承臺短懸臂可按“撐桿—系桿體系”計算撐桿的抗壓承載力和系桿的抗拉承載力:

其中，Did為撐桿壓力設(shè)計值，包括 D1d=N1d/sinθ1，D2d= N2d/sinθ2，N1d和N2d分別為承臺懸臂下面“1”排樁和“2”排樁內(nèi)該排樁的根數(shù)乘以該排樁中最大單樁豎向力設(shè)計值;fcd，s為撐桿混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;t為撐桿計算高度;bs為撐桿計算寬度;b為樁的支撐寬度，方形截面樁取截面邊長，圓形截面取直徑的0.8倍;fcu，k為邊長為150 mm的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值;Tid與撐桿相應(yīng)的系桿拉力設(shè)計值，包括T1d=N1d/sinθ1，T2d= N2d/sinθ2;As為在撐桿計算寬度bs(系桿計算寬度)范圍內(nèi)系桿鋼筋截面面積;s為系桿鋼筋的頂層鋼筋中心至承臺底的距離;d為系桿鋼筋直徑，當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時，d取加權(quán)平均值;θi為撐桿壓力線與系桿拉力線的夾角，包括θ1=tan-1，θ2=tan-1，h為承臺有效高度，a為撐桿壓力線在承臺的作用點至墩0臺邊緣的距離，取a=0.15h0，x1和x2均為樁中心至承臺邊緣的距離;fsd為系桿鋼筋抗拉強度設(shè)計值。

3.2 承臺的斜截面抗剪承載力設(shè)計方法

承臺的斜截面抗剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:

其中，Vd為由承臺懸臂下面樁的豎向力設(shè)計值產(chǎn)生的計算斜截面以外各排樁最大剪力設(shè)計值的總和;每排樁的豎向力設(shè)計值，取其中一根最大值乘以該排樁的根數(shù);fcu，k為邊長為150 mm的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa;P為斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的百分率，P=100ρ，ρ=As/bh0，當(dāng)P＞2.5時，取P=2.5，As為承臺截面計算寬度內(nèi)縱向受拉鋼筋截面面積;m為剪跨比，m= axi/h0或m=ayi/h0，當(dāng)m＜0.5時，取m=0.5，axi和ayi分別為沿x軸和y軸墩臺邊緣至計算斜截面外側(cè)第i排樁邊緣的距離，當(dāng)為圓形截面樁時，可換算為邊長等于0.8倍圓樁直徑的方形截面樁;bs為承臺計算寬度，mm;h0為承臺有效高度，mm。

4 實際工程分析

該橋承臺截面1，截面2見圖3，圖4。

表1 抗壓承載力計算

表2 抗拉承載力計算

由表1～表3可知承臺抗壓、抗拉和抗剪承載力均滿足要求。

表3 抗剪承載力計算

5 結(jié)語

承臺計算一般均假定是剛體，從而大大簡化了計算，大多數(shù)情況下是偏于安全方面。對于大跨度連續(xù)剛構(gòu)樁基承臺，除了滿足剛度要求外，還要考慮其抗壓、抗拉、抗剪能力的需要。本文介紹了某連續(xù)剛構(gòu)主墩樁基礎(chǔ)承臺的設(shè)計情況，希望對今后大跨度連續(xù)剛構(gòu)主墩的基礎(chǔ)設(shè)計有一定的借鑒意義。

［1］ TB 10002.5-2005，鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］ 張 溢，鄢生全.連續(xù)剛構(gòu)主墩的計算長度系數(shù)的確定［J］.山西建筑，2010，36(1):336-337.