・８２・ 北 方 交 通 ２０１ｌ 关于城市桥梁大件车辆荷载的设计分析 郭高洁 （中国市政工程西南设计研究总院，成都６１００８１） 摘要：德阳市嘉陵江公路大桥设计中，桥梁结构需要通过大件车辆荷载，该车辆荷载为ＱＧＺＨ４９０型４００ｔ全 挂车荷载，已经远远超过现行规范荷栽标准。重点介绍了针对该特种车辆荷载进行的专项设计分析。 关键词：桥梁设计；空心箱板梁；大件车辆；全挂车；应力；强度 中图分类号：Ｕ４４１．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）０５—００８２—０２ １ 工程概况 技术参数名称 转向机构 悬挂方式 指标 全轮液压牵引转向 或控制转向 液压悬挂三点支承 双管路控制，双蹄片 作用于全部车轮上 ８ｋｍ／ｈ（不得低于三级公路） ｌ４９０５ 随着德阳市社会经济发展及城市人民生活水平 的不断提高，市内交通日趋紧张，特别是城市中心地 带，交通压力越来越大，旧的城市交通网络急需进行 扩充。 制动系统 满载时时速 挂车转弯半径／ｍｍ 嘉陵江路大桥工程是２００５年德阳市重点建设 工程。该桥梁需要完成两个方面的功能，一为缓解 日益增长的交通压力，二为德Ｎ－－－重公司服务，满足 由表１参数可以看出，该大件车辆总长 ２３１８０ｍｍ，总宽５４１２ｍｍ，车辆总重４８７ｔ，车辆总重较 大，远超公路桥梁荷载标准，但是其单轴重量与桥梁 重车车辆荷载大致相当。 ２．２桥梁结构设计 该厂区大件车辆的通行。二重为生产大型水电站设 施的厂区。本次设计的德阳市嘉陵江路大桥为跨越 现状绵远河的桥梁，该河面宽度约３００ｍ，河道无通 航要求，因此从安全、适应、经济、美观的角度考虑， 同时考虑该荷载的特殊性，采用（２０＋１０ Ｘ２５＋２Ｏ） ｍ的跨径分布，桥梁全宽３５ｍ，横断面分幅为：２．５ｍ （人行道）＋３．５ｍ（非机动车道）＋２３ｍ（机动车道） ＋３．５ｍ（非机动车道）＋２．５ｍ（人行道）。 ２ 桥梁结构设计 ２．１ 大件车辆荷载 该桥梁设计常规荷载为：公路一Ｉ级，人群 ３．５ｋＮ／ｍ ，桥梁横向为双向六车道设计，特种荷载 采用ＱＧＺＨ４９０型４００ｔ全挂车验算，由于防洪及净 空要求，主梁必须采用较小的梁高，因此主梁采用等 截面预应力箱板梁结构，每块板宽１．５ｍ，板厚采用 １．３５ｍ，下部结构采用盖梁＋墩柱＋桩基结构，桥梁 由二重公司提供的大件车辆荷载为：ＱＧＺＨ４９０ 型４００ｔ全挂车，该挂车主要技术参数见表１。 表１ ＱＧＺＨ４９０型４００ｔ全挂车 技术参数名称 指标 ４ｏｏ 上部结构采用预制吊装施工，下部结构采用钻孔灌 注桩基础。由于桥梁横向较宽，考虑横向不均匀沉 降的影响，设计采用两幅的桥梁进行设计，中问 设置变形缝一道，每幅桥梁宽度１７．５ｍ，横断面由 １１片板组成。如图１。 载质量／ｔ 整备质量／ｔ 轴 ｍｍ 轮 ｍｍ 轮胎数／（４／ｐｅｒ ａｘｌｅ） 轮胎规格 ８７ １６０ｏ ８９９／２０２０ １４４ ８．２５～１５．１８ＰＲ 主梁在计算时采用简支梁的计算方式，计算跨 径为２３．４ｍ，主梁划分为２６个单元进行，横向分布 调整系数采用铰接板法计算，汽车荷载横向分布系 数为０．４，全挂车荷载横向为三轴６列车轮，横向分 布系数为０．１６，主梁计算采用“桥梁博士”软件进 行。 轮辋规格 最小离地问隙（货台高位１０７０ｎｍ０／ｎ１ＩＴ１ ６．５～１５（１０ ｈｏｌｅｓ） ２１０ １９１８０×５４ｔ２ １０７０±２ｌＯ １３．３ 货台尺寸（长×宽）／ｍｍ 货台高度／ｍｍ 轴载质量／ｔ 汽车荷载由程序自动加载，大件车辆荷载采用 手动加载的方式进行，ＱＧＺＨ４９０型４００ｔ全挂车纵向 第５期 郭高洁：关于城市桥梁大件车辆荷载的设计分析 ・８３・ 为１２轴，横向３轴，共３６轴，车辆全部重量为４８７ｔ， 设计根据挂车的特性采用平均分布的方式将全部荷 大件荷载则是０．６１５ＭＰａ，相差４ＭＰａ之多；另外承 载能力状态比较，大件荷载组合弯矩值比汽车荷载 组合值多２２％。 载分摊到每个轴上，因此经过计算得知纵向每轴重 量为４０６ｋＮ，并根据每轴距离均为１．６ｍ输入程序， 自动进行影响线加载计算。 ２．３计算结果 从经济性及施工难易角度考虑，本项目采用简 支结构进行设计，在不同主梁之间进行了对比，最终 选用空心箱板梁结构。 表６ 主梁采用不同简支结构对比 经过计算，得出大件荷载与现行公路桥梁荷载 （公路一Ｉ级）支反力计算对比如表２。 表２ 单片板支反力汇总 荷载类型 恒载 单板单端反力／ｋＮ ３１５ ２８３ 汽车 人群 ５７ ４９０ 考虑该桥梁的特殊性及重要性，设计最终采用 改良后的箱板梁做为最终的主梁设计，设计在原有 大件荷载 梁体最不利处应力结果如表３。 表３ 梁体跨中应力汇总（ＭＰａ） 荷载组合类型上缘最大上缘最小下缘最大下缘最小最大主压 最大主拉 恒载 ２．４４ １】．７ ２．４ １１．７ 标准板的结构上试算，最终采用１．３５ｍ板高，并将 顶底板跨中段调整为１５ｃｍ，底板加厚段调整为 ２５ｃｍ。根据以往空心板结构使用调查，其铰缝质量 难以保证，因此本次设计的箱板梁在铰缝的处理上 ９．７ ９．９ ９．９５ １２．１ 一ｏ．００３６４ 一ｏ．ｏ１２８ 一ｏ．０２３５ 一Ｏ．０３８７ 汽车长期荷载标准组合４．８６ ８．４９ ２．８６ ３．３２ ２．８４ ２．８４ ９．７ ９．９ ９．９５ ９．７２ ７．７４ ３．５５ ４．８２ ０．６１５ 汽车短期荷载 ７．２１ 大件荷载组合 １２．１ 采用大铰缝结构，铰缝内设置钢筋并采用细粒石混 凝土浇注，在板问铰缝顶面上采用预埋钢板连接，钢 板间距８０ｃｍ，以增强其横向联系。 跨中单元截面强度验算结果见表４、表５。 表４ 汽车组合 下部结构设计可采用常规设计，根据所计算反 力布载，盖梁采用预应力混凝土结构，钻孔灌注桩基 础。 ３ 结语 根据上述计算比较后发现，大件车辆荷载所产 生的梁体应力及反力等已经远超普通汽车荷载作 表５大件车辆荷载组合 用，在设计中必须重视该荷载的设计计算，并应在常 规结构的基础上加强设计以满足安全的需要，德阳 做为我国重型设备制造的发展基地，越来越多的大 件设备需要通过现有或新建的道路、桥梁，部分重达 千吨的大件车辆已经在使用，因此关于大件荷载的 设计需要越来越多的考虑，本工程采用简支梁结构 由以上表２一表５的计算分析可以看出，大件 车辆荷载所产生的支反力比汽车荷载多６７％；最不 利状态下，汽车荷载跨中下缘正应力为４．８２ＭＰａ，而 在满足功能的前提下造价最省，工期最短，现已竣工 ４年多，并在其间通过一次大件荷载，桥梁目前外观 无病害，达到最初设计的目的。 ・８４・ 北 方 交 通 ２０ｌｌ 混凝土预应力箱梁和Ｔ型刚构 箱梁满堂支架设计 孔洪涛，余庆枝 （唐山市交通勘察设计院有限公司，唐山０６３０００） 摘要：桥梁满堂红支架现浇是常用的施工方法之一，其稳定性关乎主体结构质量和安全。通过对３０ｍ混凝 土预应力箱梁＋６０ｍＴ型刚构箱梁满堂红碗扣式支架的设计验算，为同类结构施工提供了有益的参考。 关键词：混凝土预应力箱粱；Ｔ型刚构箱梁；满堂支架；设计 中国分类号：Ｕ４４２．５ ３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１１）Ｏ５—００８４—０４ ｌ 工程概况 载下的沉降，为施工荷载的稳定施加创造条件。 ２．２ 施工支架搭设方案 桥梁位于曹妃甸工业区，道路等级为城市主干 道，桥梁全长３０５．０６ｍ，横断面宽３８ｍ；下部基础为 桩基础，桥墩采用圆柱形墩，设双支点；上部结构为 根据该桥施工高度，支架采用满堂架碗口架搭 设，搭设前标出线位，在地基上每列脚手架底部沿纵 向铺设５０ ｘ ３００ｍｍ通长木板，板下用干砂找平。搭 设时立杆垂直度偏度＜０．５％，顶部绝对偏差＜ ４联现浇混凝土预应力箱梁，第一、三、四联为２ Ｘ ３０ｍ混凝土预应力箱梁，梁高１．６ｍ，底板厚２２ｃｍ， 顶板厚２５ｃｍ，腹板宽５５ｃｍ，中隔梁宽５０ｃｍ；第二联 为２×６０ｍＴ型刚构箱梁，梁高２．０ｍ。本工程２撑轴 主墩模板支设高度超过５ｍ，工程所在地区土质为软 土、素填土。 ２ 地基处理及支架搭设方案 ２．１ 地基处理 １０ｍｍ／ｍ。支架四边与中间隔４排立杆设一道纵向 剪刀撑，由底至顶连续设置，高度＞４ｍ时，两端与中 问隔４排立杆从顶层开始向下每隔２步设一道水平 剪刀撑。箱梁的支架搭设见图１、图２。 ２．２．１ Ｔ型刚构连续箱梁（第二联） （１）横隔梁及腹板下部立杆横距６０ｃｍ，立杆纵 距采用６０ｃｍ，横杆步距６０ｃｍ； （２）无横隔梁、无腹板下部立杆横距６０ｃｍ，立 杆纵距采用６０ｃｍ，横杆步距１２０ｃｍ； 工程地处软基施工区，支架搭设前对地基进行处 理。根据上部荷载分布情况，分区构造人工硬壳层，采 用下部换填山皮石，上部浇注一定厚度的混凝土，提高 地基承载力并在施工前进行超载预压措施，检验地基 （３）翼缘板下立杆横距９０ｃｍ，纵距６０ｃｍ，横杆 步距１２０ｃｍ。 承载力和施工支架的安全性，减小软土地基在施工荷 Ｏ …Ｏ－￣…０●Ｏ …Ｏ－…￣￣－Ｏ …Ｏ●…０ Ｑ－Ｉ …Ｏ－Ｉ、，－Ｏ、，，Ｉ、，， Ｏ，．、Ｉ，．Ｏ、，．、Ｑ，．、０，．、Ｏ，．、ＯＩ．、，．—Ｏ￣￣，—ＯＯＩ￣０ＩＯＩＤ Ｄ Ｉ Ｏ ６ １ ０ Ｏ Ｏ Ｉ Ｑ ，—参考文献 ［１］ＹｒＧ １３６０—２００４，公路桥涵设计通用规范［ｓ］． ［２］ＪＴＧ［９６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设ｔｆ‘规范 ［ｓ］・ ［３］范立础・桥梁工程（上册）［Ｍ］・北京：人民交通出版社，１９９６ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｌａｒｇｅ——ａｒｔｉｃｌｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｌｏａｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｉｔｙ Ｂｒｉｄｇｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｊｉａｌｉｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｏｆ Ｄｅｙａｎｇ Ｃｉｔｙ，ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｕｉｔ— ａｂｌｅ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ——ａｒｔｉｃｌｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｌｏａｄ ｗｈｏｓｅ ｌｏａｄ ｉｓ ＱＧＺＨ４９０ ｔｙｐｅ ｏｆ ４００ｔ ｆｕｌｌ ｔｒａｉｌｅｒ ｌｏａｄ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｅｘｃｅｅｄｅｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｌｏａｄ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ｌｏａｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ；Ｈｏｌｌｏｗ ｂｏｘ ｐｌａｔｅ ｇｉｒｄｅｒ；Ｌａｒｇｅ—ａｒｔｉｃｌｅ ｖｅｈｉｃｌｅ；Ｆｕｌｌ ｔｒａｉｌｅｒ；Ｓｔｒｅｓｓ；Ｓｔｒｅｎｇｔｈ
