城市橋梁肋板臺系梁設置探討

汪怡杉

（四川大學工程設計研究院有限公司，四川 成都 610065）

0 引言

城市常規(guī)橋梁中多采用裝配式橋梁，橋梁通城為控制性交通線，為滿足現(xiàn)有交通及規(guī)劃交通需求，城市橋梁一般較寬。肋板臺是埋置式橋臺中的一種，具有結構簡單、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，在橋梁中應用較廣。為提高抗震性能及整體性，通常各個肋板下的承臺通過系梁進行連接，一般認為此時溫度對結構的影響非常明顯，橫向聯(lián)系過強，會加大溫度對結構的影響，橫向聯(lián)系過弱，會減少結構的整體性能，對地基不均勻沉降、地震響應不利。為了驗證系梁的設置對結構的影響程度，本文結合某城市橋梁為工程實例，探討系梁的設置對橋臺結構的影響。

1 工程概況及基本模型

擬建橋梁為某城市橋梁，道路等級為城市次干路，雙向6 車道。橋梁總體布置為7×30m 預應力混凝土簡支裝配式小箱梁，橋梁寬度30m，橋臺采用肋板式橋臺接樁基礎。一個橋臺共設4 個肋板，肋板間距8.0m，肋板高度3.2m，肋板寬度1.3m，臺帽梁高1.6m，寬度1.8m，每個肋板下設承臺及2 根樁基礎，承臺尺寸2.6m×6.1m×2.0m，樁基直徑1.3m，為嵌巖樁，嵌入巖層最小深度4.1m。通過Midas civil 三維計算軟件對肋板式橋臺進行模型計算，輸入荷載信息包括：自重、上部結構恒載支反力、制動力、橫向移動荷載、整體升降溫（±25°C）、地基不均勻沉降（5mm）。通過“m”法模擬樁土效應。

2 模型概況與計算結果

模型共分為2 個大組，分別為樁底固結和樁底固結+樁土效應。每個大組通過不同的系梁設置分為5 個小組，分別為無系梁、1.2m×2.0m（高×寬）、1.6m×2.0m、1.2m×1.6m 和2.0m×2.0m，對這5 組模型分別進行計算，提取臺帽、肋板的最大內(nèi)力值，樁底固結計算結果見表1、表2。

表1 溫度荷載作用下臺帽及肋板內(nèi)力值

表2 基礎不均勻沉降作用下臺帽及肋板內(nèi)力值

1.2×1.6 3016 2559 4984 4438 1554 2558 2.0×2.0 2778 2288 3903 3910 1879 3343

通過以上分析計算不難發(fā)現(xiàn)，未考慮樁土效應下，溫度荷載對臺帽及肋板內(nèi)力影響很小，而基礎不均勻沉降對結構內(nèi)力影響較大。圖3、圖4 為考慮樁土作用下，溫度和基礎不均勻沉降工況下肋板及臺帽的內(nèi)力計算結果。

表3 溫度荷載作用下臺帽及肋板內(nèi)力值

通過表3、表4 可發(fā)現(xiàn)，考慮了樁土效應下，溫度荷載對結構內(nèi)力影響相比來說，還是偏小，而基礎不均勻沉降對結構內(nèi)力影響較大。

3 結論

（1）考慮樁土效應與未考慮樁土效應相比，溫度荷載對結構內(nèi)力影響程度顯著提升，而基礎不均勻沉降有所降低，在橋臺計算中，應考慮樁土效應。

（2）以考慮樁土效應為例進行分析，在溫度作用下，無系梁時臺帽的內(nèi)力較大、肋板內(nèi)力較小。系梁尺寸在高度方向尺寸越小，對改善溫度對結構內(nèi)力越明顯，由此可得出，為改善溫度內(nèi)力，可設置系梁，但系梁應高度方向進行折減，可按0.8 倍承臺高度取值。

（3）系梁的設置對改善基礎不均勻沉降是有利的，同理可得出系梁的設置可提高基礎的抗震性能，系梁截面尺寸越大，效果越明顯。

（4）對應樁基基底巖層較好時，地基不均勻沉降量較小，應著重考慮溫度對結構的影響，當沉降量較大時，應著重考慮基礎不均勻沉降設置系梁。