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福州市尤溪洲北桥头单边大悬臂独柱桥墩设计

更新时间:2016-07-05

0 引言

城市互通立交桥的桥墩通常采用花瓶墩、板式墩、独柱墩和门架墩等形式。有些立交桥由于受到桥下用地紧张和地面交通组织等限制因素的影响,可采用大悬臂独柱墩的结构形式[1-3]。本文将从福州市尤溪洲北桥头互通立交改造工程中的大悬臂独柱墩提出背景、设计思路及应用几个方面进行较为深入的阐述,供广大同仁参考借鉴。

1 工程背景

福州市尤溪洲北桥头互通立交是福州市二环路跨越江滨西大道的一个互通立交,现状立交为部分互通式立交,仅设置两个右转匝道与江滨西大道相连,存在转向交通不畅等问题。本次改造通过增设3条匝道来改善现状立交的转向交通问题。其中新建A匝道与现状匝道拼接点位于江滨西大道上方,如图1所示。

(1)在设计建设选煤厂时,应就近在煤矿附近配套建设选煤厂或建设中央型选煤厂。工艺的布置应在满足使用条件下尽可能减少物料的中转环节,降低生产厂房高度,缩短输送长度,煤流、水流选择合适的坡度及角度,尽量使其自流,但不提倡物料全部泵送至厂房顶部然后再自流;在设备选型上,采用大中型高效节能设备,同时满足工艺要求,较少使用大容量设备;变频器技术在选煤厂节能降耗方面的应用效果显著,不仅可提高生产系统的自动化程度,减轻工人劳动强度,还可提高设备使用效率,节约电能,降低设备故障率。

图1 A匝道与现状匝道拼接位置图

A19墩位于新旧匝道相接位置,若采用花瓶墩、板式墩或一般独柱墩,都将占用地面2个车道。若采用门架墩,则会影响江滨西大道的景观。因此,本文作者提出采用单边大悬臂独柱墩作为A19墩的墩型,将桥墩布置于靠现状道路边线,盖梁采用单边悬臂。该方案在其匝道正下方布置一个地面机动车道,且墩柱位于车行道外侧,不仅解决地面交通组织,同时又满足了城市景观的要求。

2 单边大悬臂独柱桥墩设计

2.1 构造尺寸

墩身采用2m×2.5m的方形截面,盖梁单边大悬臂长度为4.15m,两个支座中心线距悬臂固定端的距离分别为0.85m和3.35m,盖梁下缘与墩身之间采用半径为1m圆弧过渡。其基本构造如图2所示。

(a)立面图 (b)侧面图

图2 桥墩构造图(单位:cm)

2.2 预应力钢束布置

为克服偏心造成墩身截面产生较大的弯矩,设置了纵向和横向预应力钢束加强桥墩截面强度。竖向预应力钢束采用国际标准的预应力钢绞线,公称直径15.24mm,张拉强度为1860MPa。横桥向设置成两排,每排4束,贯穿墩身并锚固在承台中。横向预应力筋设置在盖梁中,共5束,主要抵抗外部作用对盖梁产生的弯矩以及剪力,预应力钢束布置如图3所示。

3 结构建模与计算参数取值

服务行业相对于其他行业来说,本身工资水平较低,酒店作为密集型服务行业,需要提供高质量的服务,高服务质量意味着对员工的高要求,高约束,意味着员工的工作量大大增加,工作量与工资不成正比,并且不同档次的酒店福利待遇也有很大偏差,导致同工不同酬。而员工往往把薪酬福利待遇作为考量一份工作的基本标准,所以,当员工在寻找到更高福利待遇的企业后,就有可能跳槽。

对于输变电工程来讲,成本管理贯穿前期的准备阶段,具体的施工过程,以及施工后的工资结算。而在此过程中,成本管理工作最重要的是依赖于专业人员的核算,但是绝不仅仅只是企业财务人员的事情,参与项目的每一个员工都应该作为企业价值的直接创造者,都应该努力在自己的施工岗位上做好本职工作以便于保质保量完成工程,降低成本。

图3预应力钢束布置图(单位:cm)

图4 桥墩计算模型

3.1 施工阶段验算

在悬臂墩施工过程中,为防止控制截面在施工过程中出现过大的拉应力,该设计对施工全过程进行了详细规定,对钢束张拉、钢箱梁吊装和现浇箱梁等过程进行分阶段细化,具体施工工序如图5所示。

图5 施工工序

按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第7.1条规定,持久状况预应力混凝土构件应力计算时,其应力值取标准组合值。图9为标准组合下纵梁截面上下缘的最大正应力。

表1 A19桥墩施工阶段混凝土应力表 MPa

施工阶段号悬臂梁墩身上缘最大上缘最小下缘最大下缘最小上缘最大上缘最小下缘最大下缘最小100221-04180022100279-0146-0308-014605422366-144366-0916-00989-0298-0098905323343-144343-0543-0978-118-09781824415201415-0544314143101445403-135403-03451491281493746793362793-00257682654682206778108777810001144340243538限值压应力σcct≤070fck,=1928MPa拉应力σctt≤070ftk,=158MPa

注:负号表示拉应力

3.2 正常使用极限状态验算

3.2.1 抗裂验算

3.3.2 斜截面抗剪强度验算

(1)可将桥墩布置于影响地面交通小的一侧,以提高桥下空间的利用率,同时可以有效避开地下难以迁改管线,缩短施工工期。

由图6可以看出,频遇组合下,A19桥墩上缘最小正应力出现在悬臂根部,为0.32MPa;下缘最小正应力出现在悬臂端部,为0.9MPa,均在允许值(-1.85MPa)内。

由图7可以看出,频遇组合下,A19墩的主拉应力最大值出现在左侧支座处,为-0.9MPa,在允许值(-1.33MPa)内。

图6 截面上下缘正应力(MPa) 图7 截面主拉应力(MPa)

(2)准永久组合

图8为准永久组合下A19桥墩各截面上下缘的正应力。

屋里屋外到处都是碎纸片,像电影电视里逃亡前的画面。连垃圾桶都搬走了,院子里空荡荡的,只有无花果突兀地立在中间。南菜的日子,都留在无花果身上了。

3.2.2 标准组合下应力验算

由图8可以看出,准永久组合下,A19桥墩上缘最小正应力出现在悬臂根部,为0.32MPa;下缘最小正应力出现在悬臂端部,为0.17MPa,均未出现拉应力。

由上述计算结果可知,A19墩在频遇组合及准永久组合下的抗裂验算满足要求[4-6]

从该表可以看出,大于0.500 mm粒级占入料的24.32%,灰分为57.38%,如果这部分煤泥进入压滤机,必然会导致压滤机“食粗喷浆”。大于0.045 mm粒级占入料的70.71%,应采用一种连续、高效快捷的煤泥脱水设备进行回收,使其水分符合要求并且松散良好,可掺入中煤产品中,而产率为29.29%的小于0.045 mm粒级细泥也应彻底在厂内回收,从而将煤泥全部厂内回收,实现洗水闭路循环、工业用水零排放。

(1)混凝土压应力

钢绞线张拉控制应力值σcon=0.7fpk=1302MPa。表1为施工阶段悬臂端与墩身混凝土的最大、最小正应力。由表1可见,施工阶段混凝土应力均满足要求[4-6]

设计的数字低通滤波器以一阶无限脉冲响应IIR(Infinite Impulse Response)滤波器为基本滤波单元,原理如图4所示。输入信号与负反馈信号进行累加,此操作在Z域的传递函数为1/(1-Z-1),转换到S域的传递函数为F(1/s),F为控制时钟信号。

图8 准永久组合下正应力图(MPa) 图9 持久状况下主应力图(MPa)

由图9可以看出,A19桥墩悬臂梁部分最大正应力出现在右侧支座位置,为6.04MPa,在允许值(19.4MPa)内。因此,A19墩在持久状况下混凝土应力满足要求[4-6]

福岛事故后,日本所有核电机组均陆续停运。若要重启,不仅需要通过规制委的安全检查,还需要获得地方政府的认可。即使这两个条件都得到满足,核电机组还可能因地方法院的裁决而不能重启。例如,由于广岛高等法院2017年12月发布暂停令,已重启运行的伊方3号机组不得不停运。

(2)预应力钢束

由表2可知,A19墩在持久状况下预应力钢筋的应力满足要求。

表2 持久状况预应力钢筋应力汇总表 MPa

钢束号最大应力允许值是否满足1-11×10-3-121×10-3满足2-112×10-3-121×10-3满足3-111×10-3-121×10-3满足4-113×10-3-121×10-3满足5-106×10-3-121×10-3满足6-107×10-3-121×10-3满足

3.3 承载能力极限状态强度验算

3.3.1 正截面抗压承载力验算

采用桥梁博士建立的A19桥墩计算模型,如图4所示。由于现场地质条件较好,且承台刚度比墩身刚度大得多,按刚性地基假定,将墩身底与承台连接视为固结,进行有限元分析。

图10与图11分别为基本组合下A19桥墩弯矩包络图与轴力包络图。

图10 弯矩包络图(kN·m) 图11 轴力包络图(kN)

由图10和图11可以看出,承载能力极限状态下A19桥墩的正截面抗压承载力满足要求[4-6]

(1)频遇组合

斜截面抗剪强度验算取用的荷载效应为基本组合效应值,按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第5.2.9条验算截面尺寸,按照第5.2.7~5.2.8条验算斜截面抗剪承载力。主梁最大剪力及抗力如表3所示。

表3 A19桥墩最大剪力及抗力表 kN

位置总抗力设计剪力VR/Vd是否满足悬臂根部122434712551718满足左支座处109304705971548满足

由表3可见,悬臂梁斜截面抗剪强度满足规范要求[4-6]

4 单边大悬臂独柱桥墩的特点

图6与图7分别为频遇组合下截面上下缘的正应力及截面的主拉应力。

(2)墩身属于大偏心受压构件,通过施加竖向预应力,来抵抗较大弯矩。悬臂梁属于受弯构件,上侧通过施加横向预应力,来抵抗较大拉应力。

(3)独柱支承体系,结构承受着“弯、扭、剪”的复杂共同作用,悬臂端同时承受纵、横双向弯矩作用,受力极其复杂,易产生较大的横向弯矩。

化工装置气化炉氧气切断阀选型对于气化装置的安全运行非常重要,本文通过分析,同时结合该装置气化炉氧气切断阀实际使用情况,选用GLOBE阀门作为氧气总管切断阀时,应该从阀门本身最小泄漏点出发,并要考虑阀门在线维修方便等因素,尽量选择非平衡式单座阀结构;如果阀门的口径过大,建议选择先导式平衡阀芯结构,尽量避免使用平衡密封环。

5 结语

单边大悬臂独柱墩在福州市区第一次应用,该设计中仍存在许多不足,例如预应力钢束张拉次数较多、墩身尺寸过大等情况,需要今后不断去优化。但从设计及施工应用效果来看,其不仅少占用江滨路现有车道,保证了江滨路足够的车行道宽度。同时,也与江滨路下穿通道在空间上的协调,保证了江滨路视野的通透,达到满足城市景观的要求。因此,该类墩型方案不仅在技术上安全可行,而且在交通和景观方面均满足要求,值得广大桥梁设计者参考并推广。

[1] 秦志军, 贾旭东,等.独柱大悬臂盖梁桥墩设计与应用[J].山西交通科技, 2007(4):48-50.

遂昌金矿国家矿山公园位于浙江省丽水市遂昌县东北部,距遂昌县城16公里。公园于2005年7月由国土资源部批准建立,成为全国首批28家国家级矿山公园之一,是全国唯一挂牌“中国黄金之旅”的景区。公园总面积33.6平方公里,矿业展览区面积6.3平方公里。

[2] 米春阳.大悬臂预应力盖梁桥墩设计探讨[J].桥梁与隧道工程, 2012(8):101-103.

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[3] 祁巍, 聂拥军.大悬臂预应力盖梁设计与计算[J].城市道桥与防洪, 2015(4):65-68.

[4] JTG D60-2015 公路桥涵设计通用规范 [S].北京: 人民交通出版社, 2015.

“洪荒之力”一词因游泳健将傅园慧迅速蹿红,成为2016年度网友们最喜爱的流行语之一。然而“洪荒之力”等深受国人喜爱的文化热词,在对外传播的过程中面临着语义空缺的窘境。由此可见,随着各种网络语的流行,如何在理解其含义的同时输出中国文化,结合目的语和源语的文化背景传递流行语的文化内涵,是我们需要思考的问题。

[6] JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京: 人民交通出版社, 2007.

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肖泽荣
《福建建筑》 2018年第04期
《福建建筑》2018年第04期文献

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