阿尔及利亚东西高速路简支梁桥下部结构计算

张洪权

阿尔及利亚东西高速路简支梁桥下部结构计算

张洪权

通过对阿尔及利亚东西高速公路的实例分析,介绍了国外项目一般简支梁桥下部结构的计算内容和过程,并给出了简支梁桥下部结构计算公式,对今后国外项目有重要的现实意义。

简支梁桥,下部结构,荷载,地震,水平力

1 桥梁概述

1.1 桥梁总体情况介绍

上部结构采用预应力混凝土T形梁。下部结构桥墩采用圆端形板式墩和矩形空心墩接承台桩基;桥台采用直墙式桥台接承台桩基。

1.2 桥梁计算介绍

首先进行全桥纵向水平力(包括温度力、制动力、地震力)分配,每个桥墩根据分配的水平力与其他力进行内力计算,桥台除上述力外尚应考虑台后活载及土压力、地震土压力的影响,墩台各控制截面根据单项内力进行ELU-ELS-ELA组合,然后根据内力组合进行配筋计算,取最不利配筋作为设计采用配筋。

2 荷载计算

荷载计算包括：结构自重、温度力、制动力、土压力、地震土压力和地震力等。台后及台前溜破土压力按库仑主动土压力计算,计算水平力时需要计算各墩台的组合刚度,温度力、制动力和地震水平力均按照墩台的组合刚度分配。其中温度变化按照±30℃计算;制动力分别计算A荷载和B荷载,A系列活载A制动力=A× S/(20+0.003 5S),S为A系列活载加载的面积;B系列活载的制动力取一辆汽车的总重B制动力=300 kN,计算时,取用 A,B系列活载中制动力的大者。

竖向地震力采用下列公式进行计算：

其中,b为该参数取决于所考虑的支撑反应以及边中跨比;μ为桥面的线密度;L为主跨长度。

3 荷载组合

3.1 E.L.U

其中,Gmax为全部不利的长期作用力;Gmin为全部有利的长期作用力;Qr为常规活载(A,B车列及人行道活载);Qrp为具有特性的活载(坦克或D,E等特殊荷载);W为风荷载;T为温差荷载。

3.2 E.L.S

3.3 E.L.A

其中,EL为纵向地震力;ET为横向地震力;EV为竖向地震力。

4 桩基础计算

桩基础相对于承台有一个对称面,外力作用于此对称面内。假定承台与桩头的联结为刚性的,由于各桩与荷载的相对位置不尽相同,桩顶在外荷载作用下其变位就会不同,外荷载分配到桩顶的 Pi,Mi,Qi也就各异,采用结构位移法解出各桩顶上的 Pi,Mi,Qi后,即可用单桩的计算方法(弹性地基梁法)来进行桩的内力计算。

单桩顶的内力计算采用下列公式：

其中,ρ1,ρ2,ρ3,ρ4均为一根桩桩顶的刚度系数,可按下式计算：

其中,a0,b0,β0分别为承台中心点在外力作用下产生的横轴向位移(x轴)、竖轴向位移(z轴)及转角,可按下式计算：

5 承台计算

多桩承台的计算可简化为两桩承台的计算,简化方式如图 2所示。取图中阴影部分作为简化后的两桩承台,计算宽度 b0= h+D,桩的反力R1u取群桩的最大桩顶力作为计算值。

6 结语

简支梁桥下部结构受力分析清晰,在高地震度地区,桥梁设计主要考虑地震对结构的影响,计算过程是个反复的过程,结构的尺寸和形式要根据地震力的计算结果不断调整,以达到最理想的效果。希望通过介绍国外项目一般简支梁桥下部结构的计算内容和过程,对今后国外项目的参与有所帮助。

[1] 地震区常用桥梁设计指南[Z].2000.

[2] 法国国家路桥学院,AFPS 92桥梁防震指南[Z].1995.

[3] BAEL91根据极限状态法进行钢筋混凝土结构工程设计与计算的技术规则.公共建筑工程合同技术条款总则[Z].

[4] 阿尔及利亚民主和人民共和国公共规定手册[Z].

[5] 公路桥涵地基与基础设计规范[S].

The calculation of Algeria east-west highway sim ple-supported bridges understructure

ZHANG Hong-quan

Through the case analysis of Algeria east-west highway,introduces the calculation contentand process of foreign projectgeneral simple-supported bridges understructure and gives the calculation formula of simple-supported bridges understructure which has an important practical significance for future foreign project.

simp le-supported bridges,understructure,load,earthquake,horizontal force

U 448.217

A

1009-6825(2011)09-0183-03

2010-11-21

张洪权(1976-),男,工程师,中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安 710043

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