連續(xù)梁橋柔性墩柱溫度力的計算

高 合 嬌

(無錫市政設計研究院有限公司，江蘇 無錫 214072)

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連續(xù)梁橋柔性墩柱溫度力的計算

高 合 嬌

(無錫市政設計研究院有限公司，江蘇 無錫 214072)

結合工程實例，介紹了橋梁概況，通過對兩聯(lián)連續(xù)梁橋柔性墩臺溫度力的計算，分析了兩聯(lián)連續(xù)梁在交接墩處溫度力的相互作用，以及溫度力和支座滑動阻力相比較時，最后的水平力取值，為同類工程提供參考。

連續(xù)梁橋，溫度力，摩阻力，橋墩

1 概述

某橋梁處于校園內(nèi)連接兩棟建筑物，為雙層復式人行梁橋。一層橋連接南北校區(qū)地面道路，跨越現(xiàn)狀排水河道，橋梁為單跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡支梁橋，橋臺采用鉆孔灌注樁承臺基礎；二層橋連接南北校區(qū)二層平臺，橋梁為兩聯(lián)現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)梁橋，梁體支座采用抗震支座，其中接南北校區(qū)建筑物二層平臺處端部均設置為固定支座，除跨越河道處兩側圓柱橋墩位于樁基承臺上外，其余均采用樁柱式基礎。

如圖1所示，二層橋橋墩編號為1號墩～6號墩，其中1號墩、6號墩為鉆孔灌注樁雙柱式橋墩，墩、樁直徑均為100 cm；2號墩、5號墩為鉆孔灌注樁雙柱式橋墩，墩直徑為100 cm，樁直徑為120 cm；3號墩為交接墩，墩直徑為100 cm，其上為鋼筋混凝土墩帽；4號墩為直徑100 cm的立柱。其中3號墩和4號墩支撐于一層橋的樁基承臺上。

由于為人行橋，水平荷載主要是溫度作用力。

2 橋墩溫度力計算

柔性墩臺上設置摩擦支座，在水平力作用下一般認為支座是不發(fā)生剪切變形的，但水平力超過摩阻力時就將產(chǎn)生滑移。因此摩擦支座當水平力小于摩阻力時是剛性的，而當水平力大于摩阻力時是絕對柔性的。這種支座能夠控制墩臺承受的水平力在不大于摩阻力的范圍之內(nèi)[1]。

2.1 橋墩抗推剛度的計算

當墩柱下端固定在基礎或承臺頂面時，抗推剛度K=3EI/L3；對于樁柱式墩，L=L0+H。

式中：L0——地面或沖刷線以上的樁柱長度；H——樁在土中的撓曲長度，近似取2 m～H1/2；H1——樁入土深度。

C30混凝土的彈性模量E=3×107kPa，慣性矩Ii=2xπD4/64=2xπl(wèi)4/64=0.031 25π(i=1～6),計算所得1號墩～6號墩抗推剛度值見表1。

表1 各墩抗推剛度值

2.2 溫度力的計算

溫度力Ft=K·α·t·X0。

其中，α=1×10-5，t=25 ℃。利用橋梁工程中柔性排架墩求溫度變化時，位移值為0(溫度中心)的位置公式：

其中，X0為0號墩到位移零點的距離；Ki為i號墩的抗推剛度；Lj為第j跨的跨徑。

1)第二層橋各跨及支座布置情況如圖2所示，在1號、6號墩處設置固定支座外，其他墩處均為滑動支座。

對于上層橋第一聯(lián)，設1號墩到位移零點的距離為X1，則以升溫狀態(tài)考慮，X1=(K2+2xK3)·L/(K1+K2+K3)=14.9 m，其中L=18 m,可得X2=3.1 m，X3=21.1 m，得：F1t=78 kN(←)；F2t=16.2 kN(→)f3=38.4 kN，故F3t=38.4 kN(→)。

由于3號墩處設置的滑動支座，溫度力大于其滑動阻力，則3號墩處應按滑動支座重算，不考慮其對第二聯(lián)的溫度力影響，該聯(lián)獨立計算。計算圖示如圖3所示，位移零點重置，并將摩阻力作為外力作用于梁體上，并根據(jù)墩的抗推剛度進行分配到各個墩上。

由于3號墩處設置的滑動支座，溫度力大于其滑動阻力，則3號墩處應按滑動支座重算，不考慮其對第一聯(lián)的溫度力影響，該聯(lián)獨立計算。計算圖示如圖4所示，位移零點重置，并將摩阻力作為外力作用于梁體上，并根據(jù)墩的抗推剛度分配到各個墩上。

各個墩柱的溫度力見表2。

表2 各墩溫度力值

3 結語

計算選取上層連續(xù)梁進行溫度力的計算，并分析了兩聯(lián)連續(xù)梁在交接墩處溫度力的相互作用，以及溫度力和支座滑動阻力相比較時最后的水平力取值，對類似工程提供一定的參考。

[1] 王伯惠，徐風云.柔性墩臺梁式橋設計[M].北京：人民交通出版社，1991.

Calculation of temperature force of flexible piers of continuous beam bridge

Gao Hejiao

(Wuxi Municipal Design and Research Institute Co., Ltd, Wuxi 214072, China)

Combining with the engineering cases, the paper introduces the bridge survey, the paper analyzes the interactive role of the two continuous beam and the temperature force of the intercrossing piers by the calculation of the temperature force of the two continuous beam’s flexible pier, and indicates the value for the horizontal force by comparing the temperature force and support sliding resistance, so as to provide some reference for similar projects.

continuous girder bridge, temperature force, frictional resistance, pier

1009-6825(2017)16-0178-03

2017-03-13

高合嬌(1983- )，女，工程師

U443.22

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