“”法计算相关问题

“”法计算相关问题

李星

武汉欣盛兴工程技术咨询有限公司  湖北 武汉 430070

摘要：分析了普通盖梁柱式墩在水平力、弯矩共同作用下，桩土共同作用时，桩身最大弯矩、最大水平力、土中最大侧应力、最大冲刷线处桩水平位移、转角、桩身最大弯矩对于的轴力。

关键词： “”法；最大弯矩；水平位移

1 地面或局部冲刷线处桩变位

 地面或局部冲刷线处桩变位的允许值为多少？规范中没有明确规定具体数值，但从以下规范中的描述可知，规范中规定的“”值，是根据反复假定该值大小，且采用试验结果中的某个特殊荷载，刚好使得地面处水平位移为，此时假定的数值即为该种土的“”值。所以计算时，我们就采用规范中“”值，只要得出的结果小于，就认为是符合要求的。

(1)《铁路桥涵地基和基础设计规范》条文说明如下：

“……该表的值是这样确定的:根据桩在地面处承受水平荷载作用的试验结果绘制荷载—位移关系曲线，从此曲线上找出相应于地面处水平位移为的荷载值，然后反复假定值，按后面所述基础的计算公式计算地面处的水平位移，直至地面处水平位移等于，则值即为该种土采用的数值。这里考虑到过去大量墩台桩基设计经验证明地面处水平位移均不超过，否则墩台顶面位移太大，不能满足规范的要求。……”

(2)《公路桥涵地基与基础设计规范》表如下：

“注1 本表用于基础在地面处位移最大值不应超过的情况，当位移较大时，应适当降低”。

2 桩柱顶水平位移

桩顶的允许水平位移是多少？《公路桥涵地基与基础设计规范》附录虽然给出了墩顶位移计算公式，但并没有给出具体的限值。

(1)《公路桥涵设计手册》（墩台与基础 第2版）有如下表述：

墩顶过大的水平位移会影响桥跨结构的正常使用,对于高度超过的重力式桥墩,应验算墩顶水平方向的弹性位移,墩顶端水平位移的容许极限值为:

式中--相邻墩台间最小跨径长度,跨径小于时仍以计；

--墩顶计算水平位移值。

(2)《铁路桥涵设计规范》有如下表述：

简支梁桥墩台顶面顺桥方向的弹性水平位移应满足下式要求。

式中--桥梁跨度，当时，工按计算；当为不等跨时，采用相邻中较小跨的跨度。

--墩台顶面处的水平位移，包括由于墩台身和基础的弹性变形，以及基底土弹性变形的影响。

以上两处规定有差异：①跨径值略有差异；②公路规定的是高度超过，且桥墩为重力式桥墩；③铁路规定的是简支梁桥墩台需满足该位移限值。那么，公路桥梁常用的盖梁柱式桥墩是否适用此规定？

3实例计算

下面为普通桩柱式桥墩，墩顶受力如下，上部结构跨径为，“”值取，侧摩阻力标准值为，最大冲刷线位于桩顶以下。

通过表格计算，可以得出以下结论：

①桩身最大弯矩为,位于最大冲刷线以下处；

②桩身最大水平力为，位于最大冲刷线以下处；

③土中最大侧应力为，位于最大冲刷线以下处；

④最大冲刷线处桩水平位移为，小于；

⑤最大冲刷线处桩转角为；

⑥桩身最大弯矩对应的轴力为。

计算过程截图如下：

    墩顶处位移通过以下公式计算：

式中：

  限值为：，可见墩顶位移满足要求。

4 结语

      墩顶位移在具体设计时很少计算，根本原因在于下部结构刚度普遍较大，一般较容易满足规范要求。作为设计人员，应大致了解墩顶水平位移在什么范围，本实例分析，可供设计人员参考。

参考文献：

[1] 《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10093—2017）国家铁路局.

[2] 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363—2019） 中华人民共和国交通运输部.

[3]  《公路桥涵设计手册》《墩台与基础》（第2版）人民交通出版社.