排架式桥墩墩梁固结合理墩高的研究.pdfVIP

排架式桥墩墩梁固结合理墩高的研究 1 前言 排架式（即桩柱式）桥墩具有适应性强、施工简便、受力明确、节省造价等优点，因而 在当前的公路桥梁中得到普遍应用。 排架式桥墩属于柔性墩， 在桥墩不高时采用盖梁顶设置 支座的连续梁结构。 但当桥墩较高时， 如果仍然采用带支座的连续梁结构， 桥墩的自由长度 就很大， 不仅严重降低了桥墩的承载能力， 墩顶的位移也不易控制， 必须要通过加大桩柱径 及配筋才能满足受力要求。 因此通常采用墩梁固结的刚构形式， 减小桥墩的自由长度， 提高 桥墩的刚度和承载力。 与连续结构相比， 墩高较高时， 墩梁固结的刚构形式能明显节约下部 桩柱的尺寸，从而节约工程造价。 众所周知， 柔性桥墩的内力是按刚度分配的。 若桥墩较矮时也采用墩梁固结， 桥墩的抗 推刚度将非常大， 从而承受的内力也非常大， 桥墩同样也难以满足受力要求。 目前对适合采 用墩梁固结的桥梁高度尚无统一标准。因此本文根据实际工程，建立一个一联 5 孔 30m的 T 梁模型， 通过不同墩高和不同的墩梁连接形式来分析桥墩的受力， 从而找出墩梁固结的合理 墩高，为工程设计提供参考。 2 受力模型及计算公式 假想桥墩固结于最大冲刷线以下某处，设墩高Ｌ， 抗弯刚度为ＥＩ，墩顶轴力Ｎ， 水平 力Ｔ，弯矩Ｍ；支座抗推刚度为Ｋ a ，桥墩抗推刚度为Ｋ b ； 对墩顶连续的情况： a b a b 桥墩合成抗推刚度Ｋ＝（Ｋ ×Ｋ ）/ （Ｋ+Ｋ ）， 墩顶制动力按各墩的抗推刚度比例分配： Ti=T ×Ki / ∑ Ki 墩顶温度力为： Ti= △ i ×Ki 对固结墩的情况： 墩顶单位转角产生的墩顶弯矩为 2 ＥＩ/ Ｌ； 墩顶单位线位移产生的墩顶弯矩为 -6 ＥＩ/ Ｌ。 以 5 跨连续梁（连续刚构）为例，以 4 个墩顶独立转角位移采用位移法建立位移法方程得： K11△ 1+ K 12△2+ K 13△3+ K 14 △4+ Ｒ1p =0 21 1 22 2 23 3+ 24 4 ２p K △ + K △ + K △ K △ + Ｒ =0 K31 △ 1+ K 32 △2+ K 33△3+ K 34 △4+ Ｒ3p =0 [1] K41 △ 1+ K 42 △2+ K 43△3+ K 44 △4+ Ｒ4p =0 式中，△ I ——墩顶线位移； Ki ——各墩的抗推刚度； Kij ——刚度系数。 利用结构力学提供的载常数表及形常数表求解以上方程，可求出刚度系数 Kij ，进而求 1 4 出△ ～△ ，最后可求出墩顶内力。因以上为高次超静定结构，荷载包括恒载、汽车荷载、 汽车制动力、温度力等，求解十分繁琐，所以以下采用桥梁博士软件建模分析。 3 受力分析 采用桥梁博士建立 5-30m 的Ｔ梁刚构模型，如图 1 所示。 全桥共设 186 个单元， 202 个节点，分别建立墩梁固结及连续模型。假想墩高为 17m、 21m、25m、29m，墩嵌固于最大冲刷线以下 5 米处，模型采用全断面模拟，横向双柱的刚度 等代到一个单柱断面上。 主要分析桥墩在恒载