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1、连续梁桥桥墩顺桥向水平力分配分析摘要：本文通过对连续梁桥桥墩承受水平力特 点，分析了引起桥墩顺桥向水平力的几个要素，并对 各要素的计算方法进行了深入的探讨，为桥梁工程柔 性墩的设计、施工提供了理论参考和计算分析依据。关键词：柔性墩；收缩；徐变水平力；抗推刚度； 制动力；温度力中图分类号： U448.21+2 文献标识码： A 文章编 号：1 引言 连续梁桥墩顶水平力的计算方法与刚性桥墩的计 算具有很大的差异，连续梁桥施工完成后，受温度变 化、混凝土收缩、徐变及汽车制动力影响，墩顶产生 顺桥向水平力。对墩顶水平力如何分配进行分析研究， 了解桥墩在顺桥向水平力作用下的工作机理，对于桥 墩设计的合理
2、性及优化具有重要的意义，桥梁上部的 水平力往往根据墩台及支座的抗推刚度的集成状况进 行分配和传递，计算出墩台及支座的抗推刚度后进行 水平力的分配。2 柔性墩连续梁桥顺桥向水平力计算分析2.1 墩台抗推刚度计算假设一联 n 孔连续梁桥，其中一桥墩设置固定支 座，其余均为活动支座。则第 i 个桥墩的刚度为 Ki ， 支座所有竖向荷载为Ni,此联所受总的制动力为T，活 动支座的摩擦因数为u,在温度作用下第i个桥墩产生 的位移为 y。连续梁桥柔性墩的分析计算中，若不考虑梁在水 平力作用下的顺桥向变形，则一联中各桥墩的水平位 移相等，各墩承受的水平力由其自身的抗推刚度决定， 由汽车制动力产生的各墩水平力
3、可按下式计算：图 1 桥墩位移示意墩顶的抗推刚度指墩台产生单位水平位移所需 的力，墩顶的集成刚度为支座的抗推刚度串联而成， 假设为桥墩的抗推刚度，为支座的抗推刚度，当墩顶 作用水平力时，墩顶产生的水平位移为，支座产生的剪切变形为。则：由于总位移：令：墩台和支座的集成刚度为：图 2 桥墩顶抗推刚度计算模型2.2 支座的抗推刚度计算 橡胶支座的抗推刚度：式中：n排支座的个数；每个橡胶支座的面积； 橡胶支座剪切模量； 橡胶支座厚度。2.3 桥墩顶抗推刚度计算式中：桥墩顶抗推刚度； 一排墩柱数；墩身混凝土的弹性模量；毛截面惯性矩；桥墩高度。3 顺桥向水平力的分配 计算出一联墩台的集成刚度，则可按集成刚
4、度比 进行顺桥向水平力的分配，顺桥向水平力包括：制动 力；温度影响力； 混凝土的收缩、 徐变产生的水平力3.1 制动力的计算桥墩支座与主梁间相对位置不同，其计算方法也 有一定的区别，当桥墩支座与主梁间无相对滑动时 计算方法如下：桥墩支座与主梁间存在相对滑动时，计算方法如 下：其中：一墩台组合抗推刚度总和；支座滑动墩的抗推刚度；一摩擦因子。3.2 温度影响力计算温度变化造成一定的温差，温差引起桥梁的伸缩 变化，为了抵抗梁板间的位移，从而产生了水平力， 其力的大小与支座形式有关，由梁的温度变化引起的 水平计算，首先确定要确定温度变化的临界点与桥跨起点位置之间的距离：温度水平力计算：其中：桥梁上部结构的膨胀系数；温度差；各墩台距温度变化临界点的距离； 墩台距离起算点的距离。4 计算实例某跨径为25m的连续梁桥，其中一联为5跨125m 双向六车道连续梁桥。采用固定的盆式支座，墩柱混 凝土的弹性模量，桩基混凝土的弹性模量，下部结构 为柱式墩，嵌岩桩基。4.1 计算总的制动力 根据公路桥涵设计通用规范 规定计算， 其中 , 一个车道汽车制动力：总的汽车制动力： 表1 墩顶水平力计算结果汇总表5 小结连续梁桥墩顺桥向水平力按抗推刚度分配的方法 考虑墩梁共同作用计算，先进行收缩徐变、温度变化 计算，然后进行制动力计算，计算中并考虑支座的影 响，此种方法分配方式在其他水平力的计算中也可应 用。