薄壁花瓶墩柱的应用研究
薄壁空心墩无支架施工技术的研究与应用
薄壁 空心墩 无支架施工技术的研究 与应用
施 剑锋
（ 建 公 路 工程 有 限公 司 ） 福
摘 要： 针对赤柏大桥薄壁空心墩施工的实践， 总结 了薄壁空心墩无支架施工技术 ， 对类似桥梁桥墩的施工技术提供 了有益的借鉴。 关键词 ： 薄壁空心墩； 无支架 ； 施工
通 （ 见图 １。 参 ）
响施 工 速 度 ， 工期 无 法 保 证 ， 时受 高 墩 施 工 高度 的影 响 。 同 （） 模 施工 法 ： 模 由提 升 架 、 板 、 作 平 台 、 升 系 统 ２滑 滑 模 工 提 组成 ， 期 快 ， 必 须耗 用 大 量 滑 升支 承 杆 材 料 和 测 量 一 工 定 工 但 施 位 的劲 性 骨 架 材 料 ， 本 较 高 成 （） 升 模 板 施 工 法 ： 施 工 方 法 施 工 控 制 容 易 ， 也 必 须 ３提 该 但 耗 用 大 量 的 提 升 和 施 工 定位 用 的 劲 性 骨 架 材料 ， 施 工 速 度 较 且 慢 ， 动 强 度 较 大 ， 期 不 易把 握 。 劳 工 （） 模 施 工 法 ： 施 工 方 法 实 现 了节 段 施 工 流 水 作 业 ， ４爬 该 劳 动强度小 ， 工控制 方便 ， 爬升结 构体系复杂 ， 序较 繁琐 ， 施 但 工
１ 概 述
在 桥 梁 工 程 施 工 中 ， 壁 空 心墩 无 支 架施 工 技 术 的 运 用 已 薄 很 普 及 ， 别 是 在 一 些 特 大 高 架 桥 梁 的 施 工 中 尤 为 常 见 ， 林 特 吉 省 通 化 至 沈 阳 高 速 公路 第 三 合 同段 赤柏 大 桥 的墩 柱 施 工 就 是 薄 壁 空 心 墩无 支 架 施 工 技 术应 用 的典 型 。 吉 林 省 通 化 至 沈 阳 高 速 公路 第 三 合 同段 赤 柏 大 桥 位 于 通 化 县 赤 柏 村 东 北 、 越 进 入 赤柏 山水 库 上 游 右 侧 的河 谷 。桥 位 跨 处 ， 谷 较 深 ， 身 最 高 达 ３ ｍ， 低 ２ ｍ。薄 壁 墩 位 于 两 山 交 沟 墩 ６ 最 ４ 界 处 的河 谷 中 ， 形 复 杂 ， 通 不便 ， 工难 度 很 大 。 桥 １ 个 地 交 施 全 ２ 薄壁墩分为： 左幅 ８ ３ 墩， １ 右幅 ８￣ ３ 墩。 ￣１ 墩身在平面上为长 圆型 、 中空 、 板 结 构 ； 面 、 面 上 为 梯 形 ， 圆 端 形 收 坡 式 隔 立 侧 即“ 薄 壁 空心 墩 ”薄 壁 空 心 墩 内部 分 左 、 ， 右两 室 ， 间 有 竖 隔 板 ； 中 水 平 向 设横 隔板 ， 隔 板 上 设 １０ ｍ ８ ｃ 的人 孔 ， 上 、 室 连 横 ０ ｃ ｘ ０ｍ 使 下
桥梁薄壁花瓶墩墩顶裂缝分析
２ ． ｆ Ｘ ）
１ ． （ ｍ Ｏ 【 ｘ ） １ ． （ ） （ ） ２』Ｍ 】
高度， ｍ
Ｎ １ （ 单支座恒 载反力 ， ｋ Ｎ） 图７ 混凝土横桥应力沿路径 ２的分布 （ 单支座 活载反力 ， ｋ Ｎ ）
应 力沿路径的分布
Ｓ ． ｏ ０ ４ ． （ ） ３ ． （ ｘ ）
通过拉 一 压杆模 型， 分析计算墩顶承载力结果 （ 见表 ２ ） ， 可以得 出墩顶强度满足规范要求 ， 但钢筋 拉应力基本达到限值 ２ ８ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 说明抗拉钢筋配置数 量 偏少 。
表２ 拉 一压杆验算表
分别 为 ４ ． １ ｌ ＭＰ ａ ／ ３ ． ７ ４ ＭＰ ａ 。可见 ， 桥 墩顶 面 两 支 座
拉 一拉杆模 型 的计算 方法 是基 于承 载能力 极 限 状态 ， 为 了验证 裂缝 宽度是 否能 与检 测结 果一 致 ， 故 在强 度满 足 的前 提 下还 应 按 规 范《 公 路 钢 筋混 凝 土
随着社会经济水平 的大幅提高 ， 桥梁建设不止 停留在使用功能及上部构造形式上 ， 对桥梁下部 的 美观 要求 也 日益 强 烈 。 因薄 壁 花 瓶 墩 顶 部 弧 线 流 畅、 美观 ， 桥梁下部空间感强 ， 近年来该 型桥墩被大
量应用 工程 建设 中。随着使 用频 次 的增 加及 桥墩 受
目前 Ｄ区 的常 用 分 析模 型 主要 有 三 维 有 限 元 模 型
（ ２ ） 设计安全等级 ： 二级 ； （ ３ ） 结 构重 要性 系数 ： １ ． ０； （ ４ ） 环境年平均相对湿度 ： ８ ０ ％； （ ５ ） 环 境类 别 ： Ⅲ类 ； （ ６ ） 墩身采用 Ｃ ４ ０海工耐久混凝土 ， 普通钢筋
高原山区小跨径高墩柱薄壁空心墩应用技术研究
高 原 山 区 小 跨径 高墩 柱 薄 壁 空 Ｊ ｌ ｉ ，
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ｌ 应用技市研究 ｌ
王 春 华 ，
ｆ． 国 云南 路 建 集 团股 份 公 司 ，云南 １中 昆 明 ６０ ０ ５ ２ ０；２西 南 林 业 大 学 ，云 南 昆 明 ６ ０ ２） ． ５ ２４
械 连接 和 有 效 控 制 混 凝 土 浇 筑 高度 相 结 合 的 成套 施 工 技 术 取 得 了以 下 效果 ： 大模 板 定 型 钢模 施 工有 效 解 决 了施 工 中容 易 产 生
偏 心 、扭 转 的 现 象 ；翻模 施 工 法 最 大 限度 利 用 了主要 起 重设 备 ， 节 约 了相 关 的 小 型提 升设 备 ， 与一 般 ２ ３ ｍ一 ｍ翻 模 施 工 相 比 ， 可 减 少接 茬 筋 ５ ％ ，缩 短 工 期 ２ ％ ；墩 身 主 钢 筋 采 用机 械 连 接 ，剥 肋 滚 轧 直 螺 纹 接 头 与 常 规 帮 条 焊 对 比平 均 节 约成 本３ ％ ， ０ ０ ０
ｔ ｒ ｏ ｅ ｒ ｏ ｋ ｍｅｈ ｄ ｔ ｗ ｒｃ ａ ｅ ｓ ｔ ｓ ａ ｅ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｃ ｏ ｔ ｉ ｓｔ ｅｆ ｌ ｗｉ ｇ ｅｆ ｃ ： ｈ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ ｏ ｕ ｎ ｖ ｒｆ ｍｗ ｒ ｔ ｏ ， ｏ ｅ ｒ ｎ ， ｅ － ｈ ｐ ｄ ｓｅ ｌ ｏ ｍ， ｔ ， ｂ ａ ｎ ｈ ｌ ｎ ｆ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉ ｆ ｏ ｏ ｏ ｅ ｒ ｏ
ｐ ｐｅ ｔ ｉｓ ｔ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆｓ ｌ－ｓ ａ ｉ ｈ ｏ ｕ ｈ ｎ ａ ｒ ｓｕｄ ｅ ｈ ｐ ｌｃ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｍａ ｌ ｐ ｎ ｈ ｇ －ｃ ｌ ｍｎ ｔ ｉ －ｗａ ｌｈ ｌｏ ｐｉｒｉ ｃ ｕ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉ－ ｌ ｏｌ ｗ ｅ ｎ ｌ ｄ ｎｇ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｔｓ ｉ ，ｄｉ ｃ ｌｉ ｓ ｏ ｓｒ ｔｏ ｅ ｈ ｑｕ ｓ ａ ｄ ａ ｌｃ ｔｏ ｆｅ ｔ ｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｐｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｅ ｆ ｃ ｉ ｆ ｕ ｔｅ ，ｃ ｎ ｔｕｃｉ ｎ ｔ ｃ ｎｉ ｅ ｎ ｐｐ ｉａ ｉｎ ｅｆ ｃ ．Ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｆａ ｓ ｔｏ
探讨薄壁空心高墩施工在公路桥梁中的应用
探讨薄壁空心高墩施工在公路桥梁中的应用摘要:目前，高速公路以及桥梁是衡量一个国家现代化的标志，具有行车快，承重大、方便等优点，本文叙述了公路桥梁薄壁空心高墩施工技术的施工方法，以供参考。
关键词:公路桥梁；空心高墩；施工技术Abstract: at present, the highway and bridge is the measure of a the symbol of modernization of the country, with driving fast, tester major, convenience etc, this paper describes the highway bridge hollow high piers thin-walled of construction technology of construction method for your reference.Keywords: highway bridge; Hollow high pier; Construction technology一、薄壁常见施工方法通常情况下，将墩身高度大于30m的桥墩称为高墩，其墩身的主要形式多为薄壁、空心，且变截面为矩形。
高墩桥一般常为于山岭、重丘等地区，施工难度大、技术要求也相对较高。
薄壁空心高墩施工的常见方法有：滑升翻模法、滑升模板法、爬升模板法、提升模板法以及脚手架拼装模板法等，这些方法基本上都需要机械设备的配合，如塔吊、液压提升设备和液压爬升设备等。
1.1 滑模施工法滑模主要是由模板、提升架、提升系统及工作平台组成。
其优点是施工速度快、工期短；缺点是需要耗费大量的支撑材料和骨架材料，致使成本较高。
1.2爬模施工法由于爬模施工法是采取分节、分段的流水性作业施工。
因此，该方法的劳动强度较低，并且较容易进行施工控制；但是爬升结构体系较为复杂，且工序繁琐，施工成本也相对较高。
实体薄壁花瓶型桥墩开裂的三维仿真分析
指导花瓶型桥墩的配筋设计。 关键词：薄壁；花瓶型桥墩；开裂模拟；实体有限元；非线性分析
中图分类号：U448.23
文献标志码：B
文章编号:1009-7716(2019)02-0076-05
0引言
花瓶型桥墩因造型美观、通透性好，同时墩身 占地面积小，节省桥下空间，易于桥下地面道路的 设计，因而在我国城市高架桥、高速公路立交桥等 现浇连续箱梁桥中得到了广泛应用。然而,该型桥 墩墩顶横向尺寸较下部墩身宽度大，在箱梁横向 两个具有较大偏心距的支座力作用下，支座间的 桥墩混凝土中会产生较大的横向拉力。而且该区 域为实体结构，应力分布复杂，设计计算困难。如 果设计中对该区域拉力考虑不当，受拉区域没有 配置足够的受拉钢筋或预应力钢束，则该区域极 易产生结构性裂缝叫不仅影响桥墩美观 ，而且危 及桥墩结构的安全性和耐久性。
摘要：结合某互通立交实体薄壁花瓶型桥墩墩顶混凝土在施工完成后不久即发生开裂的现象 ，采用三维空间有限元仿
真模型，对该型桥墩结构进行了细致的应力分析和开裂模拟。结果表明，由于墩顶横向受拉配筋不足导致墩顶混凝土开裂。 设计中应重视实体薄壁花瓶型桥墩的横向受力分析，在未有可靠计算方法的情况下，建议采用空间有限元方法进行分析并
2019年2月第2期
城市道桥与防洪
桥梁结构77
心
1：100
为了研究桥墩混凝土开裂形成机理及裂缝分 布特征，确定桥墩结构的安全性，本文借助大型通 用有限元软件ANSYS建立三维实体仿真模型，对 本桥典型混凝土花瓶型桥墩进行模拟分析，以便 对裂缝成因及分布特征进行研究，并对桥墩结构 的安全性作出合理评价，提出相应的改进措施，保 证桥墩结构安全及耐久性需要。
由于该互通立交匝道B、C、D及E上部桥梁 均采用满堂支架法施工，故施工阶段桥梁支座力 对桥墩不起控制作用，因此本文的分析工况主要 为成桥运营状态下的恒载支座反力及移动活载的 最大支座反力的作用，并考虑整体温度对桥墩受 力的影响。
高速公路桥梁工程中空心薄壁墩施工技术的应用
高速公路桥梁工程中空心薄壁墩施工技术的应用发布时间：2022-07-01T01:50:56.038Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：熊帅宝[导读] 现代高速公路桥梁工程建设时，空心薄壁墩施工技术应用频率越来越高，有效对这项技术进行应用，可提升整个工程的建设质量。
分析了空心薄壁墩施工技术流程，为更好地对该技术进行应用提供支持。
熊帅宝中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明 650000摘要：现代高速公路桥梁工程建设时，空心薄壁墩施工技术应用频率越来越高，有效对这项技术进行应用，可提升整个工程的建设质量。
分析了空心薄壁墩施工技术流程，为更好地对该技术进行应用提供支持。
关键词：高速公路；桥梁工程；空心薄壁墩施工技术社会迅猛发展的今天，逐渐出现越来越多的空心薄壁墩桥梁，这些工程的建设为现代社会更好发展打下良好基础。
想要构建出高质量的公路桥梁工程，施工人员必须对空心薄壁墩施工技术具有准确了解，掌握工程施工重点，以此确保整个施工活动安全进行。
因此，对高速公路桥梁工程中空心薄壁墩施工技术的应用进行研究具有重要意义。
1工程概况该工程空心薄壁墩共由10个空心墩构成，薄壁的厚度为0．8m。
该工程空心薄壁墩桥梁宽度为0．45m。
该工程中，1号空心薄壁墩的高度为32m，2号空心薄壁墩的高度为49m，3号空心薄壁墩的高度为40m，4号空心薄壁墩的高度为23m，5号空心薄壁墩的高度为23m。
该工程空心薄壁墩编号为c30。
2材料控制要点①水泥控制:检查其水泥合格证及复检报告的合格及完整性，同时严格控制水泥存放的防腐防潮措施。
②钢材控制:检查钢筋材料的合格证及复检报告的完整性，同时注意钢筋材料外表的清洁工作。
在施工现场进行存放储存的防腐防潮措施对于钢筋材料的保存至关重要，进入现场施工时，其钢材成品的制作尺寸及质量对于桥梁施工具有重要的意义。
③水泥与砂石控制:控制检查砂石的颗粒含量，水泥含量，杂质含量。
结构强度，组成密度，标配级别等。
空心薄壁高墩施工技术研究与应用
空心薄壁高墩施工技术研究与应用摘要：薄壁空心高墩施工是目前许多大型桥梁较常使用的一种施工工艺，因为其是一种在成本与施工工艺上都极具优势的施工技术。
据此，本文主要谈谈空心薄壁高墩施工技术在实际工程中的应用。
关键词：空心薄壁；高墩施工；技术应用前言在桥梁施工中，运用高墩翻模施工技术比较切实可行，因为其比较适合墩身高、地形复杂的施工场地，不仅操作简便，而且特性易掌握。
实践表明，翻模施工在薄壁空心高墩施工中是切实可行的，可进一步推广到其它类似桥梁高墩施工中。
一、工程概况某地大桥为空心薄壁高墩，全长770.66m，有12个桥墩为变截面薄壁空心墩，墩高在34m-49m之间，因地形复杂，薄壁数量较多，墩身较高，工期较紧，因此空心墩施工成为全桥施工的主要控制性工序之一。
由于墩身较高，最高达到56.5m，为解决高桥墩施工，又便于运输的经济适用型模板，在总结滑升模板、翻动模板、爬升模板各自特点的基础上项目部确定采用高墩翻转模。
该项技术具有施工速度快、工程质量好、安全、劳动强度低、经济效果好等优点，缺点为施工控制麻烦，需要固定专人进行高程、平面位置、施工安排、材料准备、机械调度等工作。
二、空心薄壁高墩施工技术应用（一）施工方案桥墩为双线圆端型空心桥墩，外壁坡度40:1，内壁坡度50:1。
由于墩身本身特性，经分析后决定采取翻模施工方案，逐段吊装变截面薄壁空心墩定型钢模板，多桥墩平行滚动作业。
（二）翻模施工技术1、翻模流程。
即翻升模板，由大块钢模板与支架、钢管脚手架工作平台组合而成（施工中随着墩柱高度的增加将支架与已浇墩柱相连接，以增加支架的稳定性）。
模板高度施工时第一节模板支立于基顶，第二节模板支立于第一节段模板上。
当第二节混凝土达到一定强度时，拆除第一节模板并将模板表面清理干净、涂上脱模剂后，用吊车或塔吊将其翻升至第二节模板上。
此时全部施工荷载由已硬化并具有一定强度的墩身混凝土传至基顶。
高墩翻模施工按以下施工工序流程进行：2、测量放线。
劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩应用中的探讨
劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩应用中的探讨一、变截面空心薄壁超高墩的特点变截面空心薄壁超高墩是指在建筑高度较高的情况下，采用变截面和空心薄壁结构的墩柱形式。
这种墩柱形式因其结构特点具有以下几点特点：1. 结构轻质化：变截面和空心薄壁结构的采用，使得墩柱结构的重量大幅减轻，有利于整体结构的抗震性能。
2. 施工便利：空心薄壁结构的设计使得施工时的模板和钢筋工程相对简单，增加了施工的效率和便利性。
3. 经济性：相比于传统的实心混凝土墩柱形式，变截面空心薄壁超高墩在材料和成本上有着更加经济的优势。
二、劲性骨架在超高墩设计中的作用劲性骨架是指在结构中负责承受水平荷载的主要结构部件，其作用是通过承受外部力的作用，将其传递到地基或者其他支撑系统上。
在超高墩的设计中，劲性骨架的作用主要体现在以下几个方面：3. 传递荷载：劲性骨架作为墩柱结构中的主要承载构件，承担着传递荷载的重要功能。
在超高墩的设计中，劲性骨架需要合理地布置和设计，以保证墩柱结构的荷载传递效果和安全性。
劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩中的应用研究是超高墩设计和施工中的一个重要问题。
在实际工程中，由于变截面空心薄壁超高墩的特殊结构形式，劲性骨架的设计和布置需要考虑到多方面的因素。
在目前的研究中，学者们对劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩中的应用进行了深入的研究和探讨，并取得了一系列的成果。
1. 劲性骨架的布置方式研究在变截面空心薄壁超高墩的设计中，劲性骨架的布置方式对墩柱结构的整体性能和安全性有着重要的影响。
学者们通过数值模拟和试验研究的方法，探讨了不同布置方式下墩柱结构的受力特性和承载性能。
研究结果表明，合理的劲性骨架布置方式可以有效地提高墩柱结构的抗震和抗风能力。
四、结论与展望通过对劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩应用中的探讨，可以得出以下几点结论和展望：1. 劲性骨架在变截面空心薄壁超高墩中起着重要的作用，其合理的布置和设计对于墩柱结构的整体性能具有重要的影响。
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薄壁花瓶墩柱的应用研究谢宝来【摘要】本文重点讨论了花瓶式薄壁墩柱的外形设计和结构设计的一般方法，外形设计使墩柱能适合任何箱梁断面，并给出了外形的曲线方程；结构设计分别以牛腿和深梁的计算模型进行结构设计，并编制了牛腿和深梁的计算程序，以来提高工作效率，最后用ANSYS大型有限元分析软件进行分析复核计算。
【关键词】墩柱牛腿深梁ANSYS 有限元一、工程概况东南半环高架桥南起津塘公路南侧700米，北至程林庄路北400米，全长5.2km，其中桥梁全长5km，面积：178000余平米。
全线墩柱共400来个，大部分均为花瓶式薄壁墩柱。
二、外形设计初步设计阶段，对墩柱艺术造型进行了优化设计。
根据满足墩柱受力要求、考虑艺术效果、方便施工等原则，优化设计出了花瓶式薄壁墩，见图（一）。
花瓶式薄壁墩柱的圆滑曲线给人以美感，墩柱两侧曲线同上部箱梁的斜腹板自然衔接，浑然一体，见图（三）。
花瓶式薄壁墩柱效果图图（一）为了便于表示，把16.5米桥宽的墩柱计为A型墩柱，把13米桥宽的墩柱计为B型墩柱。
每个墩柱由墩身和墩帽两部分组成。
符号意义说明如下：h —墩帽高度 单位：米L —墩帽长度 单位：米H —墩柱总高度 单位：米R —墩柱侧面切圆半径 单位：米a — 墩柱宽度 单位：米b — 墩柱厚度 单位：米c — 抹角宽度 单位：厘米（1）墩柱墩帽设计A 型墩柱墩帽高3.5米，墩帽长6米，B 型墩柱墩帽高2.5米，墩帽长3.5米，帽顶厚度均为0.15米。
侧面圆曲线与墩柱侧面相切，并经过上顶点，由此根据勾股定理（见图 二 阴影部分）导出墩帽高度h 和墩帽长度L 与半径R 的关系：墩帽外形图(单位:米)图 （二）()22215.02R h a L R =-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-- 即 R=aL h --2)15.0(+4a L - A 型墩柱：h=3.5m ，a=3m ，L=6.0m 得到 R=4.4908mB 型墩柱：h=2.5m ，a=2m ，L=3.5m 得到 R=4.0567m由上面推导结果可以看出，R 为h ，L 和a 的函数，L 减a 为墩柱的悬臂，也可以说R为墩帽高（h ）和墩柱悬臂（L 减a ）的函数；根据此函数，可以设计出适合任何箱梁的墩帽，为了满足墩柱美学要求，箱梁底宽要大于或等于墩帽长度L ，当然取等于时为最佳效果，这时，可以由箱梁断面得到墩帽长度L ，墩柱宽度a 由桥宽决定，一般经验为桥宽的51左右，墩帽高度h 也很好确定，一般经验大小为墩柱宽度a 加0.5米，由此，决定R 的三个参数大小确定了，R 的值也就确定了。
（2）抹角设计为了满足美学要求，墩柱做抹角处理。
墩身抹角c 为30厘米，墩帽顶抹角c 为5厘米，墩帽抹角在h-0.15范围内，抹角c 线性由30厘米变到5厘米。
墩柱高X 处的抹角方程为：(0≤X ≤H)当0≤X ≤H-h c=30cm当H-h ≤X ≤H-0.15 c=()515.015.025+---h X H cm 当H-0.15≤X ≤H c=5cm花瓶式薄壁墩柱外形图(单位:厘米)图 （三）（3）抠槽设计为了满足美学要求，墩柱做抠槽处理。
槽口宽21cm ，槽底宽15cm ，槽深度为5cm(见图 四) ，口和底宽度不同，这样做主要是为了好脱模，同时保证了外形为钝角，增加了视线范围和美感。
抠槽的数量和深度同时会影响美学效果，根据放样比较，一般认为墩柱宽度a取整作为抠槽数目比较合适，如：宽度a为3米时，抠3个槽，为2米时，抠两个槽，为1.6米时，取整后为1米，抠一个槽比较合适；抠槽的深度，通过断面放样比较，认为5cm又能满足视觉要求，又不会对墩柱结构产生大的影响。
墩柱抠槽示意图(单位:厘米)图（四）三、墩身结构设计1．墩身荷载墩身除承受上部结构自重和活载外，还承受温度力、制动力和地震力等。
各墩墩顶承受的纵向水平力主要包括温度影响力和制动力，其大小受各墩的刚度控制。
当温度影响力与制动力和大于支座滑动磨阻力时，墩顶纵向水平力取滑动磨阻力控制，即墩顶水平力Q=温度影响力+制动力水平力≤支座滑动阻力。
温度影响力包括上部结构连续箱梁在升温、降温、混凝土收缩、混凝土徐变情况下对墩身产生的影响力，计算温度影响力时考虑了基础的影响。
2．计算模式计算模式采用承载能力极限状态法，矩形截面偏心受压构件计算。
四、用牛腿计算模型进行墩帽结构设计由于墩帽结构酷似两个连接的牛腿，结构对称，受力也对称，取墩帽的一半进行结构计算(见图五)。
1． 牛腿的裂缝控制要求05.05.01h d bh f F F F tk vk hk vk +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≤β 式中 F vk —作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的竖向力值；F hk —作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值；tk f —混凝土轴心抗拉强度标准值，C30混凝土tk f =2.10Mpa ；β—裂缝控制系数，此处取0.80；d —竖向力的作用点至下墩柱边缘的水平距离，此处取d=0；b —墩柱厚度；h 0—牛腿与下墩柱交接处的垂直截面有效高度，此处h 0=h-0.05。
牛腿计算模型图示(单位:米)图 (五)我们取标准40米跨，16.5米桥宽，静载20000KN ，活载3500KN ，A 型墩柱为例进行结构设计，F hk =0，d=0和h 0=h-0.05，上式化简为：()05.02-≤h b f F tk vk β≤2x0.80x2.10x103x1.5x(3.5-0.05)≤17388(KN)考虑到汽车偏载影响，把活载全部加到一个支座上，则：竖向力F vk =20000/2x1.2+3500x1.4=16900(KN)裂缝控制满足设计要求2．在牛腿顶面的受压面上，由竖向力F vk 所引起的局部压应力不应超过 0.75f c (f c 为混凝土轴心抗压强度设计值，此处17.5MPa)通过Ansys 分析（见后面内容），支座附近的主应力为9.34Mpa ，0.75f c =0.75x17.5=13.125>9.34，满足局部压应力要求。
3．纵向钢筋面积计算A s yh y v f F h f d F 2.185.00+≥此处，当d<0.3h 0时，取d=0.3h 0式中 A s —纵向钢筋总面积F v —作用在牛腿顶部的竖向力设计值F h —作用在牛腿顶部的水平力设计值(此处F h =0)f y —钢筋抗拉设计强度(HRB400钢筋取设计强度为330Mpa) A s yv f F 85.03.0≥=43101033085.0350********.0⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=144.4(cm 2) 4．配筋率控制要求承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率，按牛腿的有效截面计算不应小于0.2%及0.45f t /f y (f t 为混凝土轴心抗拉强度设计值，1.75Mpa)，也不宜大于0.6%。
A s ≥0.2%bh 0=0.002x1.5x(3.5-0.15)x104=100.5(cm 2)A s ≥0.45 f t /f y b h 0=0.45x1.75/330x1.5 x(3.5-0.15)x104=120.0(cm 2) A s ≤0.6%bh 0=0.006x1.5x(3.5-0.15)x104=301.5(cm 2)配筋率均满足要求五、 用深梁计算模型进行墩帽结构设计1．正截面强度验算取图 六 所示模式，假定作用于墩顶的竖向荷载通过300cm 的传递后趋于均匀（后面用ANSYS 计算证明了这一假定的正确性）。
N j =(20000x1.2+3500x1.4) /2=14450(KN)q=(20000x1.2+3500x1.4)/3.06=9444.5(KN/m) M j =14450x1.5-9444.5x3.062/8=10620.7(KN ·m)按深梁进行强度验算：A g=γs M j/(ZxR g)式中：A g—所求钢筋面积；M j—所求配筋截面承受的弯矩，M j=10620.7KN·m；Z—内力偶臂，Z=0.64L=0.64x3=1.92m；R g—钢筋抗拉设计强度，HRB400钢筋，R g取330MPa。
则得：A g=1.25x10620.7/(1.92x330000)x104=209.53(cm)2采用直径32mm的HRB400钢筋26根(两排)，Ag=8.043x26=209.12(cm)2深梁计算模型图示(单位:厘米)图（六）2．剪力计算支座处剪力为Q j=(20000/2x1.2+3500x1.4)/2=8450KN，因为支座放置在墩柱下边缘上，抗剪截面面积A=150x350=52500m2,这样Q j≤0.02γb/γc R a A=0.02x0.95/1.25x17.5x52500=13965KN 满足剪力要求上述剪力，假定混凝土和箍筋承受其容许剪力的60%，余下的40%由斜筋承受来进行墩帽的剪力配筋。
六、用ANSYS进行结构分析考虑到墩帽特殊的形状，在采用上述简化方法计算后，又采用了ANSYS大型有限元软件进行结构分析计算。
对结构进行应力分布分析，为了计算方便，根据圣维南原理，将墩帽以下10米区域作为计算元已经足够，计算元底面各单元节点为固节，通过计算得到各单元内力。
由于属薄壁结构，所以采用平面四边形八节点单元进行单元划分。
主应力分布图(单位：Pa)图(七)如图(七)所示，支座下面和墩帽底侧主应力为9.34Mpa，本图也可以看出，主应力在墩帽底很快趋于平稳。
水平拉应力分布图(单位:MPa)图（八）水平拉应力σx=5.94MPa，如图(八)所示，分布高度为0.3米，由此得到水平拉力：F x =dydz x σ⎰⎰3.005.10=5.94x1.5x0.3=2.673(MN)钢筋利用安全系数取60%，即容许应力取330x0.6=198Mpa ，则用直径32mm 的HRB400钢筋根数：2.673/(198x8.043x10-4)=17根，分析表明，采用前述简化计算方法是有效的，并偏于安全。
最后的墩帽拉筋采用深梁的计算结果。
参 考 文 献[1] 公路桥涵设计规范(合订本)．北京：人民交通出版社，1989[2] 混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)．北京：中国建筑工业出版社，2002[3] 厦门海沧大桥建设丛书·第六册(互通立交·引桥·引道) ．潘世建 杨盛福主编 北京：人民交通出版社，2001[4] 精通ANSYS ．刘涛 杨凤鹏 主编 北京：清华大学出版社 2002。