梁式輕型橋臺(tái)臺(tái)身受力分析
孫忠玉
（咸寧市公路管理處 湖北咸寧 437100）
摘要： 考慮上部重載彎矩和地基土抗力彎矩的影響，推導(dǎo)出了梁式輕型橋臺(tái)臺(tái)身內(nèi)力計(jì)算公式，比較分析表明，臺(tái)身的彎矩內(nèi)力和偏心矩明顯減小。
關(guān)鍵詞： 梁式輕型橋臺(tái)臺(tái)身； 上部重載彎矩； 地基土抗力彎矩
1 前言
在梁式輕型橋臺(tái)的TRANBBS設(shè)計(jì)中，規(guī)范［1］規(guī)定將臺(tái)身視作上下鉸接承受土側(cè)壓力的豎梁來(lái)驗(yàn)算截面強(qiáng)度，忽略了上部重載彎矩以及地基土抗力彎矩的影響。為了了解上述荷載作用下臺(tái)身內(nèi)力的變化規(guī)律，文中應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)和土力學(xué)的基本原理，推導(dǎo)出了臺(tái)身內(nèi)力計(jì)算公式，并結(jié)合算例進(jìn)行了比較分析，供同行參考。
2 上部重載彎矩和地基土抗力彎矩計(jì)算
2.1上部重載彎矩 M1 (圖1)
M1 = ( 1)
式中： Pi— 作用于每延米臺(tái)身上的上部重載（KN）；
yi — 上部重載作用點(diǎn)至臺(tái)身截面重心軸的距離（m），當(dāng) M1 使臺(tái)身前墻受拉時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。
2.2 地基土抗土力彎矩 M0
(1) 基本假設(shè)［1］
整體性基礎(chǔ)，臺(tái)身為連續(xù)等厚，地基反力呈直線分布；在恒載和土壓力的作用下，橋跨結(jié)構(gòu)對(duì)稱，不計(jì)活載作用下橋臺(tái)水平位移的影響。
(2) 計(jì)算簡(jiǎn)圖及推導(dǎo)公式［2］
從計(jì)算簡(jiǎn)圖2（虛線表示變形情況）可知，除地基土抗力彎矩M0 外，其它外力均可直接求出，故關(guān)鍵是M0 的計(jì)算。首先假定B端完全固結(jié)，相當(dāng)于在B端加了一個(gè)附加剛臂，阻止其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，然后強(qiáng)使B端發(fā)生與實(shí)際情況相同的轉(zhuǎn)角（圖3），兩種情況疊加使得結(jié)構(gòu)的受力和變形與原來(lái)的完全相同。由圖4、圖5可知，在外力附加彎矩RP 和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 Rθ的共同作用下，可得B點(diǎn)轉(zhuǎn)角位移方程：
Rθ+ RP = 0
(K1+ K2)θ－M = 0
θ= M /(K1+K2)
求出θ后，將圖4、圖5兩種情況疊加，得到臺(tái)身下端B點(diǎn)的地基土抗力彎矩M0 。
M0= M － K2θ= M ( 2)
式中：θ、M 、M0 —各種荷載作用時(shí)，每延米臺(tái)身下端B點(diǎn)的轉(zhuǎn)角、B點(diǎn)固結(jié)時(shí)的固端彎矩以及地基土抗力彎矩，使臺(tái)身前墻受拉時(shí)，取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)；
K2 —臺(tái)身抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)剛度（KNm）， K2=3EI/H1=ELa3/4H1 ；
K1—基礎(chǔ)抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)剛度（KNm），K1=K0I0=K0Lb3/12 ；
L —臺(tái)身計(jì)算長(zhǎng)度（m），一般取L=1m ；
K0—地基彈性抗力系數(shù)（KPa/m）；K0一般由試驗(yàn)或根據(jù)分層總和法求出的基礎(chǔ)沉降量確定；無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可參照文獻(xiàn)[5]表2—5 —2采用；
E—臺(tái)身材料彈性模量(KPa)； I— 臺(tái)身截面慣性矩； I0— 基礎(chǔ)截面慣性矩； 其它符號(hào)所表示的意義見(jiàn)圖1。
將K1和K2代入式（2）有：
M0 =M /D (3)
其中 ： D =1+ ( ) 3 (4)
3 臺(tái)身內(nèi)力計(jì)算
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