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        沈陽市長青街快速路工程跨越地鐵車站橋墩承臺設(shè)計分析

        2018-08-18 05:45:26郭曙光
        城市道橋與防洪 2018年8期
        關(guān)鍵詞:鋼束長青高架橋

        郭曙光

        (沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110015)

        0 引言

        目前,城市內(nèi)高架橋、地鐵越建越多,難免出現(xiàn)高架橋、地鐵線路并行情況,高架橋承臺需采用較大跨度來跨越地鐵區(qū)間及車站。

        本文以沈陽市長青街快速路工程(泉園三路至長青橋北橋臺)42#承臺為工程背景,介紹了跨越地鐵車站的承臺情況,并利用有限元程序?qū)υ摮信_進(jìn)行計算分析。

        1 概況

        本設(shè)計段(泉園三路至長青橋北橋臺)起點(diǎn)為泉園三路,終點(diǎn)為長青橋北橋頭,包含第一段高架橋的泉園三路以南部分。樁號范圍為K1+278.00~K3+161.58,地面道路長 1 883.58 m,高架橋長1 862 m;工程還包含與二環(huán)快速路互通的立交匝道,同時結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃改造現(xiàn)狀長青街苜蓿葉立交橋。

        項(xiàng)目范圍內(nèi)有在建地鐵10號線與高架橋主線并行,地鐵區(qū)間與高架橋中心線位沖突,沿線共經(jīng)過2座車站和3段區(qū)間(泉文區(qū)間、文化東路站、文長區(qū)間、長青橋站、長渾區(qū)間)。

        本標(biāo)段跨越地鐵10號線車站承臺有40#、41#、42#承臺共3個。本文以42#承臺為例介紹承臺計算。

        圖1 橋墩承臺與地鐵車站關(guān)系圖

        承臺預(yù)應(yīng)力鋼束布置見圖2、圖3。

        圖2 承臺預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖(單位:cm)

        圖3 承臺預(yù)應(yīng)力鋼束橫斷面布置(單位:cm)

        2 計算條件

        2.1 加載方式選取

        上部結(jié)構(gòu)恒載、上部結(jié)構(gòu)活載、活載偏載、橋墩自重、地面道路車輛荷載、地面道路覆土等采用靜力加載,樁側(cè)土采用土彈簧模擬,樁基礎(chǔ)與承臺采用彈性連接中剛性連接。

        2.2 計算模型

        采用MIDAS CIVIL2016程序建立梁單元模型,進(jìn)行空間計算分析。承臺的空間有限元模型見圖4。

        圖4 承臺空間計算模型

        2.3 設(shè)計荷載

        地面土重:100 kN/m。

        地面汽車車輛荷載:260 kN。

        橋墩重:36.873×1.6×26=1 534 kN。

        上部結(jié)構(gòu)恒載荷載:27 934 kN。

        上部結(jié)構(gòu)汽車荷載:5 833 kN。

        汽車橫向彎矩:(103.5+65)/2×10.5+360×1.2=1 317 kN·m;1 317×(11.75-0.5)+1 317×(11.75-0.5-3.25)=25 352 kN·m。

        恒載偏載:(14 228-13 070)×5.5/2=3 185 kN·m。

        風(fēng)偏載:(103.5+65)/2×13.24×7=7 808 kN·m。

        2.4 預(yù)應(yīng)力鋼束布置

        預(yù)應(yīng)力鋼束分3層,底層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束、中間層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束、上層22根19束預(yù)應(yīng)力鋼束;分3次張拉,第1次張拉中間鋼束和頂層鋼束一半,第2次張拉剩余頂層鋼束,第3次張拉底層鋼束。承臺預(yù)應(yīng)力鋼束布置見圖5。

        圖5 承臺預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖

        3 計算結(jié)果

        正截面抗彎計算、受壓區(qū)高度驗(yàn)算、施工階段法向壓應(yīng)力驗(yàn)算均滿足規(guī)范[1]要求。

        承載能力組合分為長期組合、短期組合和標(biāo)準(zhǔn)組合。不同組合下,各荷載工況所取的計算系數(shù)不同。承臺單元應(yīng)力計算結(jié)果見圖6~8。

        圖6 承臺下緣最小壓應(yīng)力1.5 MPa(長期組合)

        圖7 承臺下緣最小壓應(yīng)力1.2 MPa(短期組合)

        圖8 承臺上緣最大壓應(yīng)力12 MPa(標(biāo)準(zhǔn)組合)

        4 結(jié)論

        通過有限元計算分析,預(yù)應(yīng)力承臺設(shè)計滿足規(guī)范要求。因預(yù)應(yīng)力鋼束較多,需根據(jù)施工進(jìn)度分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。同時應(yīng)在施工過程中對地鐵進(jìn)行監(jiān)控。

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