近年來,我國較多采用鉆孔灌注樁雙柱式橋墩,它由鉆灌注樁與鋼筋砼蓋梁組成(見圖1)。蓋梁的截面形狀一般為矩形或T形1,我國的橋涵設計規(guī)范2規(guī)定,對于簡支梁當蓋梁的計算跨徑與蓋梁高之比小于2,對于連續(xù)梁小于2.5時,蓋梁可按深梁設計。

1 蓋梁的計算跨徑取值

梁按深梁設計時,深梁的計算跨徑取凈跨徑的1.15倍或兩支座中心線間距離,兩者中的最小者,這里,兩支座中心線之矩即為兩柱中心線間距離L,凈跨徑為L-d,由此Lj=min{L,1.15(L-d)}

2 內(nèi)力統(tǒng)計

對于雙柱式墩臺蓋梁,當按簡支深梁計算時,其內(nèi)力計算方法與普通梁的計算方法相同。

2.1活載

在計算活載引起的蓋梁各截面內(nèi)力時,對于汽車及掛車荷載,在橋梁的橫向布置應選取最不利情況:

a.計算支點截面負彎矩,應采用非對稱偏載布置,荷載的橫向分布宜采用偏心受壓法。

b.對于跨中正彎矩,應采用對稱布置,荷載的橫向分布宜采用杠桿法。

通過橫向分布的計算,即可得到各片梁的橫向分布系數(shù)mi,然后將各片梁的橫向分布系數(shù)mi,乘以整個墩(臺)的支反力,即得各片梁的支反力Ri。

由各支點反力Ri,可用截面法或利用跨中(支點)的彎矩和剪力影響線,求得跨中(支點)各截面的彎矩和剪力值。對于支點負彎矩,由于蓋梁的支承為面支承,而并非點支承,應考慮支承寬度對彎矩的影響。將柱的圓形截面換算為等面積的矩形,由面積互等可得

正方形支承范圍內(nèi),支點負彎矩可考慮削峰處理,在0.886d范圍內(nèi)削去負彎矩的峰值(如圖3所示)。

2.2恒載

由恒載計算出各柱的支承反力,再采用結構力學的截面法,即可求得蓋梁各截面的M和Q值。恒載的負彎矩也可采用削峰處理。

2.3荷載組合

按承載能力極限狀態(tài)設計,根據(jù)橋梁規(guī)范1中的第4.1.2條,進行荷載組合,得到Mj和Qj。

3 當L/h<2時,蓋梁按深梁的計算

3.1深梁的正截面抗彎承載能力的計算

如圖4所示,對于無水平分布鋼筋的深梁,當梁發(fā)生彎曲破壞時,以跨中截面為例,由力的平衡方程

由于深梁頂部砼處于雙向受壓狀態(tài),且跨中截面應變不符合平截面假定,故不能采用普通梁應力圖形。

3.2深梁的斜截面抗剪承載力

斜截面抗剪承載力計算主要是防止斜壓破壞,橋涵規(guī)范要求對深梁的斜截面強度必須滿足

滿足各跨的線剛度與跨度比為相同常數(shù)的連續(xù)梁,可以用荷載,通過分配計算直接求得各個支座反力。由于不必先求彎矩,直接由荷載求出支反力,所以有利于某些中間誤差的控制。由于本文方法是以力矩分配法的計算為基礎的,所以計算過程中的反力漸近性及其收斂速度問題等也與相應的力矩分配計算過程有同類型的性質(zhì)。但反力初值計算、反力表達方式和傳遞系數(shù)等與常見方法不同。

這種連續(xù)梁的分配系數(shù)、傳遞系數(shù)只與跨度和遠端支承情況有關。

在上述條件下,如果連續(xù)梁是等跨的,那么計算可以進一步簡化。