桥梁墩台作用效应组合
2012-10-16谭丽霞
白 勇,谭丽霞
(鹤岗市公路管理处)
桥梁墩台计算时,通常需要对各种可能的作用进行组合计算,满足各种不同的要求。在墩台的计算中,尚需考虑按顺桥向(与行车的方向平行)和横桥向分别进行,故在作用效应组合时也需按纵向及横向分别计算。
1 梁桥桥墩计算作用布置及作用效应组合
1.1 桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载
将荷载纵向布置在相邻的两孔桥跨上,这时可得到作用在桥墩上最大的汽车竖向荷载,但偏心较小。它是用采验算顺桥向墩身强度和地基最大承载力,因此除了有关的永久作用外,应在相邻两孔都布满汽车和人群荷载,同时还可能作用着其他纵向力,如制动力和温度作用、纵向风荷载、船只或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
1.2 桥墩在顺桥向承受最大偏心和最大弯矩
此项是用来验算顺桥向墩身承载力和偏心距、地基承载力和偏心距以及桥墩的稳定性,因此除永久作用外,应在相邻两孔的一孔上布置汽车和人群荷载,若为不等跨时,则在较大跨径的一孔布置汽车和人群荷载,同时还可能作用着其他纵向力,如制动力和温度作用、支座摩阻力、纵向风荷载、船只或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。当汽车荷载只在一孔桥跨上布置时,竖向荷载较小,而水平荷载引起的弯矩大,可能使墩身截面产生很大的合力偏心距,或者此时桥墩的稳定性也是最不利的。
1.3 桥墩在横桥向承受最大偏心和最大弯矩
此项是用来验算横桥向墩身承载力、偏心距、地基承载力以及桥墩的稳定性,布载时除永久作用外,要注意将汽车和人群荷载偏于桥面的一侧布置,这时产生最大横向偏心距;此外,还应考虑其他可变作用,如横向风荷载、流水压力、冰压力等,或者偶然作用中的船只或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
梁桥桥墩上的作用如图1所示。
图中符号意义如下。
G为桥墩自重;Ng为结构自重产生的竖向反力;Np为活载产生的竖向反力;H为汽车制动力;P为流水压力或冰压力;PB为船只或漂流物撞击力;W1为墩身纵向或横向风力;W2为墩顶横向风力。
图1 小跨径桥梁的架设
2 拱桥桥墩的作用布置及作用效应组合
2.1 桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载
此项是用来验算墩身承载力和偏心距、地基承载力和偏心距,即除永久作用外,相邻两孔都布满汽车荷载和人群荷载,同时还可能作用着其他纵向力,如制动力、纵向风荷载、温度作用、拱圈材料收缩和徐变作用、船只撞击作用和汽车撞击作用;当相邻两孔为等跨时,则由上部结构重力、温度作用和拱圈材料收缩和徐变作用引起的拱座水平推力和弯矩互相抵消。
2.2 桥墩在顺桥向承受最大偏心和最大弯矩
此项是用来验算顺桥向墩身承载力和偏心距、地基承载力和偏心距以及桥墩的稳定性,即除永久作用外,只在一孔上布置汽车和人群荷载,若为不等跨时,则在较大跨径的一孔布置汽车和人群荷载,同时还可能作用着其他纵向力,如制动力、温度作用、纵向风荷载、拱圈材料收缩作用、船只或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
2.3 桥墩在横桥向承受最大偏心和最大弯矩
在横桥方向可能作用于桥墩上的外力有风荷载、流水压力、冰压力、船只或漂浮物撞击作用、汽车撞击作用或地震作用等。但对于公路拱桥,横桥方向的受力验算一般不控制设计,除非桥的长宽比特别大,或者受到地震作用、冰压力和船只撞击力作用时才考虑。