梁桥墩台的温度力和制动力分配案例.doc

梁桥墩台的温度力和制动力分配 摘要:本文介绍的桥梁墩台温度力和制动力分配，多联的连续梁桥可取任意一联 计算，不必考虑和计算相邻联桥墩台的抗推（集成）刚度，也不将力传给 相邻联的墩台。 关键字：桥墩台 温度力 制动力 温度力和制动力在桥梁墩台上的分配计算，己有不少文章讨论，且在书已有介绍，这个问题多年来一直困扰着桥梁工作者，没有较简便的计算方法。本文根据我国近几年桥梁的发展，大量修建连续梁、简支转连续和桥面连续等连续结构，使用橡胶支座，并在桥台上规定设置搭板等，从工作中总结出多联的连续结构桥梁，不考虑邻联墩台的抗推刚度，也不将力传递给邻联墩台，任取一联的计算方法，使工作大大简化，不论是用手工或编程计算，都简单易行，有很好的可操作性。此前温度力和制动力分配，要计算邻联墩台的集成刚度和影响，并将力传递给邻联墩台，其工作量是很大的，而且过程非常繁琐。本文的分析考虑了支座滑动，与过去的方法不同，是较大的简化。 一、温度力计算 计算温度升降引起桥梁的伸长或缩短，传递给桥梁墩台的力，简称为温度力。计算它，首先要确定桥梁产生伸缩的位移零点位置。 (一) 连续结构桥梁一联两端的墩台上没有滑动支座时，如以前的柔性桩墩，上部结构在桥墩台上不产生滑动。很多书上都推导出了其伸缩的位移零点位置（下简称为位移零点），公式为： X0=Σ(Khi*ΣLi)/ ΣKhi (1) 式中：Khi— i号墩台的合成刚度。 ΣKhi— 一联内各墩台合成刚度之和。 Li— 桥梁跨径长度。注意一联桥孔数较墩台数少一个，令L1=0， L2实为第一孔。 现在一联两端墩台上设有滑动支座的连续结构桥梁，不能完全套用这个公式计算位移零点。 （二）连续结构桥梁一联两端的墩台上设有滑动支座时，影响位移零点的因素，不只是支座和桩柱的刚度，还有公用墩上的支座摩阻力。众所周知，连续结构桥梁的两端边墩（相邻两联的公用墩）上，各有两排滑动支座，共有四个支座可产生摩阻力。设左边公用墩上的支座摩阻力为F1和F 2，设右边公用墩上的支座摩阻力为F3和F4。根据这四个支座摩阻力的大小和相互间关系，计算位移零点的公式有下三种： 1、相邻两联公用墩上的两支座摩阻力相等，即F1= F2和F3=F4（上部结构桥型、桥宽、跨径、连续孔数和支座类型等都同，公用墩上的两支座摩力才相等）时，支座在温度升降作用下产生滑动后，由于公用墩上的两支座摩阻力大小相等，方向相反，此时公用墩不产生位移，即不受温度力。影响位移零点的只是支座刚度，位移零点计算同式（1） X0=Σ(Khi*ΣLi)/ ΣKhJ (2) 式中Khi同前，注意ΣKhJ 中 两边墩刚度只取其一排支座的刚度，不包括边墩桩柱的刚度，这是与式（1）含义不同之处，也是计算工作简化的关键。联内其他中间桥墩的刚度，仍采用桩柱和支座的合成刚度。 2、相邻两联公用墩上的两支座摩阻力不相等，即F1F2和F3F4时, 计算位移零点，包括两部分之和： 第一部分，在公用墩上先各加两个外力R1和R2，使左右支座摩阻力平衡（大小相等，方向相反），这时公用墩是没有位移的，即不受力。用式（2）计算位移零点，设为X1。 第二部分，计入所施加外力R1和R2的影响，计算位移零点，为X2 设 R1=F1+F2 R2=F3+F4 因 R1=X01*a*C*ΣK h1 R2=X02*a*C*ΣK h2 故 X2=X01+X02=1/ (a*C)*(R1/ΣK h1+ R2/ΣK h2) 将上述两部分加一起，得计算位移零点公式为： X0=X1+X2 =Σ(Khi*ΣLi)/ΣKhJ+1/(a*C)* (R1/ΣK h1 +R2/ΣK h2) (3) 式（3）中第一项与式（2）完全一样。 式中:a— 线膨胀系数为10 -5， C-升降温度（度）。 R1—左侧公用墩上两排支座摩阻力之差，R2—右侧公用墩上两排支座摩阻力之差，其正负号由Fi决定，摩阻力Fi向左为负，向右为正。桥台上只有一排支座摩阻力F2，后面关于桥台的说明，假定桥台是刚性的，没有变形，位移零点计算时视为F1= F2，不影响计算结果，故桥台上R1=0 ΣKh1和ΣK h2与ΣKhJ不同之处，前二者的刚度由R1和R2决定。 当R10时，ΣK h1中左边墩的刚度，取支座和桩柱的合成刚度；右边墩刚度，仍只计支座的刚度。 当R20时，ΣK h2中右边墩的刚度，取支座和桩柱的合成刚度；左边墩刚度，仍只计支座的刚度。 3、相邻两联边跨和本联内两边跨公用墩上的支座摩力都不相同，即F1F2，F2F3，