半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析
第１期胡大琳，等：半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析５３０引言
为使桥跨结构在荷载、温度变化、混凝土收缩与
徐变作用下，能按静力计算图式自由变形，桥梁均需
设置支座和横向贯通全桥的伸缩缝。伸缩缝的采用
一方面增加桥梁建设的造价，另一方面伸缩缝处是全桥的薄弱点，如受车辆冲击荷载反复作用引起伸缩体及锚固件疲劳，加之后期养护工作不到位等，会引起桥梁早期破坏，降低使用寿命，调查表明各国高速公路桥梁在不同程度上存在上述问题。多年来工程界为解决这一问题付出了极大的人力、物力研制各种高性能的伸缩装置，虽有一定收效，但很不理想，至今这一问题依然没有解决，成为桥梁工程中一大技术难题。各国学者努力寻求最好的伸缩缝结构，最终得出：“最好的伸缩缝结构就是无伸缩缝”［１］，若能建成无伸缩缝桥梁（ＪｏｉｎｔｌｅｓｓＢｒｉｄｇｅ），则是从根本上解决了桥梁由于伸缩缝而毁坏的现象，无疑是对公路桥梁建设的一大贡献。
无伸缩缝桥梁的研究和实践在国外已有相当长的时间，其结构特性优良和社会、经济效益巨大，但至今对这种全新理念的结构还没有统一的分析理论。无伸缩缝桥梁的发展完全是建立在成功经验与失败教训基础上的，而设计几乎是按照工程师自身的经验进行的。近１０年来中国桥梁技术人员已开展无伸缩缝桥梁的理论和实践研究［２ｑ］，并有实桥修建，但仅限于整体式桥台无伸缩缝桥梁；另外，铁路部门也开展无缝路线铁路桥的研究［４］。
基于这样的背景，本文以半整体式桥台无伸缩缝桥梁为研究对象，提出一种全结构计算模型和一种台后土压力计算法，借助大型计算机通用软件ＡＮＳＹＳ对其进行弹性大变分析，模拟全桥受力和变形特点，以探索该种桥型的科学计算理论。
１无伸缩缝桥梁定义
在全桥范围内行车道上不设伸缩缝的桥梁为无伸缩缝桥梁，可分为半整体式桥台无伸缩缝桥梁（简称半整体式桥台桥梁，只传递剪力Ｑ，不传递弯矩Ｍ）和整体式桥台无伸缩缝桥梁（简称整体式桥台桥梁，传递Ｑ和Ｍ）。常规分离式桥台、半整体式桥台和整体式桥台的一般构造见图１。
２模型研究
半整体式桥台桥梁可简化为一个连续的两端铰接排架，中间可设若干固结或可移动的桥墩（一根横
（ａ）常规分离式桥台（ｂ）半整体式桥台（ｃ）整体式桥台１．主梁；２．端横隔板；３．搭板；４．桥台台身；５．台后
填土：６－桥面铺装：７－｛中缩缝：８－支座；９－铰接连接
图１桥台构造
Ｆｉｇ．１ＡｂｕｔｍｅｎｔＳｔｒｕｃｔｕｒｅ
梁模拟桥梁纵向主梁，两根或更多的竖向杆件模拟桥台或桥墩），图２为其简化后的结构计算模型。
（ａ）中间若干可移动桥墩（ｂ）中间若干固结桥墩
图２桥梁计算模型
Ｆｉｇ．２Ａｎａｌｙｓｉｓ
ＭｏｄｅｌｏｆＢｒｉｄｇｅ
２．１基桩计算模型
相关研究表明［５］：桩基础的无伸缩缝桥梁，其上部结构和桥台连接处截面的总应力小于扩大基础的无伸缩缝桥梁，故设计无伸缩缝桥梁应避免采用扩大基础，尽量采用桩基础，
本文以桩基础作为下部结
构建立计算模型。
半整体式桥台桥梁的
桩基础在竖向和横向荷载
作用下产生竖向和水平位
移，竖向位移引起桩侧土
摩阻力和桩底土抗力，水
平位移引起桩侧横向弹性
土抗力。本文将桩一土的
相互作用模拟为：竖向弹
簧代表桩侧土摩阻力，侧
向弹簧代表桩侧横向弹性
土抗力，点弹簧代表桩底
土抗力，见图３。
１．竖向弹簧；２．点弹簧；
３．侧向弹簧；４．基桩
图３基桩计算模型
Ｆｉｇ．３ＡｎａｌｙｓｉｓＭｏｄｅｌｏｆ
ＰｉｌｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ
２．１．１竖向弹簧（Ｋ竖：）和点弹簧（Ｋ点）刚度的确定桩顶竖向荷载是通过桩侧摩阻力和桩底土抗力传递给土体，桩侧摩阻力和桩底土抗力的发挥程度与桩一土间的变形性态有关，且各自达到极限值时所需的位移量是不同的。实验表明［６］：桩侧摩阻力只要桩一土间不太大的相对位移就能得到充分的发挥，
具体数量目前认识尚没有一致的意见，但一般认为
半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析
作者：胡大琳， 王天利， 陈峰， 童申家， HU Da-lin， WANG Tian-li， CHEN Feng， TONG Shen-jia
作者单位：胡大琳,陈峰,HU Da-lin,CHEN Feng(长安大学,桥梁与隧道陕西省重点实验室,陕西,西安,710064)， 王天利,WANG Tian-li(长安大学,桥梁与隧道陕西省重点实验室,陕西,西安
,710064;西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055)， 童申家,TONG Shen-
jia(西安建筑科技大学,土木工程学院,陕西,西安,710055)
刊名：
交通运输工程学报
英文刊名：JOURNAL OF TRAFFIC AND TRANSPORTATION ENGINEERING
年，卷(期)：2006,6(1)
被引用次数：5次
参考文献(8条)
1.王天利半整体桥台无缝桥梁研究[学位论文] 2003
2.徐岳;王亚君;万振江预应力混凝土连续梁桥设计 2000
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5.徐庆元高速铁路桥上无缝路线力学计算模型对比[期刊论文]-交通运输工程学报 2005(03)
6.彭大文;洪锦祥整体式桥台桥梁的动力试验研究[期刊论文]-中国公路学报 2004(04)
7.洪锦祥;彭大文桩基础的整体式桥台桥梁受力性能研究[期刊论文]-中国公路学报 2002(04)
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引证文献(4条)
1.刘军波.谢志勇台后路基填土对桥台桩基础影响的有限元分析[期刊论文]-山西建筑 2009(12)
2.梁启龙.谢志勇.宁贵霞桥台桩基础沉降的有限元分析[期刊论文]-甘肃科学学报 2008(1)
3.WANG Jing.李青山.ZHOU Xiao-wei简支梁桥改造为整体式桥台桥梁的实现[期刊论文]-山西建筑 2008(23)
4.周绪红.吕忠达.狄谨.范洪军钢箱梁斜拉桥索梁锚固区极限承载力分析[期刊论文]-长安大学学报（自然科学版） 2007(3)
本文链接：https://www.sodocs.net/doc/1f5338989.html,/Periodical_jtysgcxb200601011.aspx