阿爾及利亞東西高速路簡支梁橋下部結構計算

張洪權

阿爾及利亞東西高速路簡支梁橋下部結構計算

張洪權

通過對阿爾及利亞東西高速公路的實例分析,介紹了國外項目一般簡支梁橋下部結構的計算內容和過程,并給出了簡支梁橋下部結構計算公式,對今后國外項目有重要的現實意義。

簡支梁橋,下部結構,荷載,地震,水平力

1 橋梁概述

1.1 橋梁總體情況介紹

上部結構采用預應力混凝土T形梁。下部結構橋墩采用圓端形板式墩和矩形空心墩接承臺樁基;橋臺采用直墻式橋臺接承臺樁基。

1.2 橋梁計算介紹

首先進行全橋縱向水平力(包括溫度力、制動力、地震力)分配,每個橋墩根據分配的水平力與其他力進行內力計算,橋臺除上述力外尚應考慮臺后活載及土壓力、地震土壓力的影響,墩臺各控制截面根據單項內力進行ELU-ELS-ELA組合,然后根據內力組合進行配筋計算,取最不利配筋作為設計采用配筋。

2 荷載計算

荷載計算包括：結構自重、溫度力、制動力、土壓力、地震土壓力和地震力等。臺后及臺前溜破土壓力按庫侖主動土壓力計算,計算水平力時需要計算各墩臺的組合剛度,溫度力、制動力和地震水平力均按照墩臺的組合剛度分配。其中溫度變化按照±30℃計算;制動力分別計算A荷載和B荷載,A系列活載A制動力=A× S/(20+0.003 5S),S為A系列活載加載的面積;B系列活載的制動力取一輛汽車的總重B制動力=300 kN,計算時,取用 A,B系列活載中制動力的大者。

豎向地震力采用下列公式進行計算：

其中,b為該參數取決于所考慮的支撐反應以及邊中跨比;μ為橋面的線密度;L為主跨長度。

3 荷載組合

3.1 E.L.U

其中,Gmax為全部不利的長期作用力;Gmin為全部有利的長期作用力;Qr為常規活載(A,B車列及人行道活載);Qrp為具有特性的活載(坦克或D,E等特殊荷載);W為風荷載;T為溫差荷載。

3.2 E.L.S

3.3 E.L.A

其中,EL為縱向地震力;ET為橫向地震力;EV為豎向地震力。

4 樁基礎計算

樁基礎相對于承臺有一個對稱面,外力作用于此對稱面內。假定承臺與樁頭的聯結為剛性的,由于各樁與荷載的相對位置不盡相同,樁頂在外荷載作用下其變位就會不同,外荷載分配到樁頂的 Pi,Mi,Qi也就各異,采用結構位移法解出各樁頂上的 Pi,Mi,Qi后,即可用單樁的計算方法(彈性地基梁法)來進行樁的內力計算。

單樁頂的內力計算采用下列公式：

其中,ρ1,ρ2,ρ3,ρ4均為一根樁樁頂的剛度系數,可按下式計算：

其中,a0,b0,β0分別為承臺中心點在外力作用下產生的橫軸向位移(x軸)、豎軸向位移(z軸)及轉角,可按下式計算：

5 承臺計算

多樁承臺的計算可簡化為兩樁承臺的計算,簡化方式如圖 2所示。取圖中陰影部分作為簡化后的兩樁承臺,計算寬度 b0= h+D,樁的反力R1u取群樁的最大樁頂力作為計算值。

6 結語

簡支梁橋下部結構受力分析清晰,在高地震度地區,橋梁設計主要考慮地震對結構的影響,計算過程是個反復的過程,結構的尺寸和形式要根據地震力的計算結果不斷調整,以達到最理想的效果。希望通過介紹國外項目一般簡支梁橋下部結構的計算內容和過程,對今后國外項目的參與有所幫助。

[1] 地震區常用橋梁設計指南[Z].2000.

[2] 法國國家路橋學院,AFPS 92橋梁防震指南[Z].1995.

[3] BAEL91根據極限狀態法進行鋼筋混凝土結構工程設計與計算的技術規則.公共建筑工程合同技術條款總則[Z].

[4] 阿爾及利亞民主和人民共和國公共規定手冊[Z].

[5] 公路橋涵地基與基礎設計規范[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.

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U 448.217

A

1009-6825(2011)09-0183-03

2010-11-21

張洪權(1976-),男,工程師,中鐵第一勘察設計院集團有限公司,陜西西安 710043

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