尤建男
（济南华鲁中交公路设计有限公司，山东，济南，250101）
【摘 要】本文中首先对影响连续体系梁式桥桥墩长度计算的不同要素作全面分析，并在此基础上结合某梁式桥桥墩的建设工程，利用最新的具备侧移框架作用的单阶柱法对该工程的桥墩作长度的深入计算与研究。
【关键词】单阶柱法；连续体系；梁式桥桥墩；长度计算
一、桥梁桥墩的常规算法
一般来说，在我国大部分的桥梁体系中，桥墩大多是一种压弯的构造要件。在建设桥梁结构时，需对桥梁墩柱的长度进行科学系统的计算，这样才能够很好的为桥墩进行合理的结构配筋与最终的受压平衡验算。因此，关于桥梁桥墩的常规计算公式为：
二、影响梁式桥桥墩长度计算工作的要素
上表1 所展示的μ值在桥梁桥墩的计算中只是一个最佳状态的理想值，与桥墩的实际支撑系数还是有着较大差异的。而在桥梁桥墩的实际支撑系数中，也存在着一些客观要素的影响，使其的计算值存在偏差。
在桥墩的顶部位置，常常会出现以下两种状况：施工所设置的存在墩与梁铰接，也就是在施工中设置的活动支柱与用来固定的活动支柱以及桥墩墩柱与梁固结之间互相产生影响。经过施工人员的实地勘测与深入研究后发现，桥墩支柱的刚性要素、桥梁的刚性要素、相邻的两个桥墩之间的抗推刚性要素以及桥墩顶部对墩柱所起到的整体约束作用都会造成上述两种状况的产生。而采取水平刚度的集成方式可以进一步缓解上述状况的产生。同时，桥梁的底部基础也会对桥墩的长度计算产生一定的影响，尤其是支撑整座桥梁的桩部。在受到外界压力的作用下，墩柱的底部会相应的发生水平位移以及弹性形变等现象。在计算桥墩的整体长度是，若将墩底部位视为弹性的形变，那么整体桥墩的长度计算值将会变大，若将其视为固结状态，那么最终所计算出的结果将会存在着巨大的误差。
三、利用单阶柱法计算梁式桥桥墩的长度分析
在计算连续体系的梁式桥桥墩的整体长度时，笔者采取类推的方式，将桥梁的纵向位置视为整体的框架结构，桥墩的顶端部位视为横梁，相应底部的约束压力也同样类推为具备不同刚性强度的墩柱。在此基础上，笔者就可以将建筑工程中的侧移框架计算方法应用至连续体系梁式桥桥墩的整体长度计算中。
3.1桥梁工程简介
这是一座88+4x165+88m的连续体系梁式桥梁，其中包括主要墩柱、边墩、顶部支柱、墩顶、中墩与主梁柱等多个结构要件。主要墩柱是33-37号墩，下图2 即主墩的剖析图示，主墩统一采用空心薄壁墩构成，在这空心薄壁墩内，尺寸为5.5mx7.9m，壁墩厚度为0.7m。桥梁的基础桩部是钻孔灌注桩，桩部的直径为2.5m，桩距为5.0m。而桥梁的墩柱大多是采用C50号混凝土灌注而成，每个墩柱都不同，总体为EI=2.55x10^9kN*㎡，桩部的基础及承柱台采取的是C30号混凝土灌注而成。
在上述计算公式中，H01代表的是支柱的上段部分的计算长度，μ1代表的是计算长度系数值，而H1代表的是支柱的高度；H02代表的是支柱的下段部分的计算长度，μ2代表的是计算长度系数值，H2代表的是支柱的高度。
然而，采取这种单阶柱方法进行桥墩下段部分的长度计算时，还需考虑到下段部分的长度参数值K1与n1，同时还需综合考虑桥墩与混凝土基部的整体强度水平，一般来说，计算此部分的长度公式为：
3.3结合桥梁工程计算分析
在对该桥梁桥墩进行长度的计算之前，首先需对桥墩整体的地质状况，桩部基础形式以及桥墩的构造有个全面的了解，并科学的计算出桥墩各个墩柱的刚性强度，承台顶与桩部弯矩的几何距离H2，再在此基础上结合最新的单阶柱法计算每支墩柱的长度。
为了更好的验证该数据的可靠性与合理性，笔者建议可以采取有限元分析软件MIDAS Civil对最终的计算结果进行全方面的验算与证明。在该验证软件所建立的模型中，桥梁、墩柱、桩部都统一是以梁单元的形式展示，桩部与土层之间的相互压力采取m法来进行模拟。最终根据模拟得出的结果来看，该桥梁桥墩的边界状态与受力作用与科学计算所得的数据大致相同，同时也与美国所规定的相应规范要求相符合。因此，使用单阶柱法对连续体系梁式桥桥墩的长度进行计算是科学合理的。
四、结语
事实证明，使用单阶柱法对连续体系梁式桥桥墩的长度进行计算是科学合理的。但是在具体计算的过程中，首先还应合理、切合实际的对桥墩计算长度的系数值进行选择与确定，对于我国常规的μ值大小要有正确的认知，其是在综合了基础刚性强度与墩柱受力状况的因素上而形成的。其次为了更好的开展对于连续体系梁式桥桥墩长度进行计算，可以将桥墩分为上段部分与下端部分，并分部分的采取单阶柱法进行计算。最后采取有限元模拟软件进行结果验算，所计算出的结果是合理存在的。
参考文献：
[1]冯云成，宋松林.采用单阶柱法分析连续体系梁式桥桥墩的计算长度[J].桥梁建设,2013-01-40.
[2]吴邦达，框架侧移近似计算新法[J].建筑结构,1996-08-04.
论文作者:尤建男
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期
论文发表时间:2016/6/13
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