第四章 三、 桥墩计算 (一)刚度计算 1、桥墩刚度计算
桥墩盖梁、墩柱、承台及桥墩桩均为C30混凝土。
(1)、单桩刚度
桥墩计算模型如右图所示，在盖梁顶面施加1kN的水平 力，将它转化到地面冲刷线处，由于有3根桩，则分到 每根桩的力和弯矩为：0.333kN的水平力和1.8kN?m 的弯矩。用单桩程序计算地面冲刷线处桩的水平位移和转 角：地面以下桩长为13.5m，m1?7700kN/m4，h1?4.4m。 水平力0.333kN和弯矩1.8kN?m作用下单桩变位为： 水平位移0.016097mm，转角5.0?10-6rad (2)、墩柱刚度
墩柱在作用于盖梁顶面1kN
Pl3水平力作用下自身的挠度：w?3EI
l为地面到盖梁顶面的距离，IPl3w??3EI为3根墩柱的总惯性矩。
103?5.43?5?1.188?10m 4??1.03?3?1010??364(3)、支座刚度
k支座?GA?1.2?10??t6?0.2?0.3?18?44690kN/m
0.029(4)、桥墩刚度
a盖梁顶面在作用于盖梁顶面的1kN的水平力作用下的位移
??0.016097?10?3?5.0?10?6?5.4?1.188?10?5?5.4977?10?5m
b盖梁顶面抗推刚度
k盖，墩，基础?1?18189kN/m ?55.4977?10c支座顶面抗推刚度
k联合?11k支座?1k盖，墩，基础?111?4469018189?12927kN/m
2、桥台刚度计算
桥台盖梁、桥台桩均为C30混凝土。
(1)、单桩刚度
桥台计算模型如右图所示，在盖梁顶面施加1kN的水平 力，将它转化到地面冲刷线处，由于有3根桩，则分到 每根桩的力和弯矩为：0.333kN的水平力和1.43kN?m 的弯矩。用单桩程序计算地面冲刷线处桩的水平位移和转 角：地面以下桩长为10.811m，m1?7700kN/m4，h1?4.4m。 水平力0.333kN和弯矩1.43kN?m作用下单桩变位为： 水平位移0.014243mm，转角5.0?10-6rad (2)、地面以上桩刚度
地面以上桩在作用于盖梁顶面1kN水平力作用下自身的挠度：
Pl3w?3EI
为3根桩的总惯性矩。
l为地面冲刷线到盖梁顶面的距离，IPl3w??3EI103?4.2893?2.87?10?6m 4??1.23?3?1010??364(3)、支座刚度
k支座GA1.2?10?0.2?0.3?9????22345kN/m
0.029?t6(4)、桥台刚度
a盖梁顶面在作用于盖梁顶面1kN的水平力作用下的位移
??0.014243?10?3?5.0?10?6?4.289?2.87?10?6?3.8558?10?5m
b盖梁顶面抗推刚度
k盖，基础?1?25935kN/m ?53.8558?10
c支座顶面抗推刚度
k联合?11k支座?1k盖，基础?111?2234525935?12003kN/m
(二)荷载计算
计算桥墩时，弯矩控制
1、水平力 (1)、制动力计算
一个设计车道制动力计算（城市A级）
使桥墩产生最大弯矩时汽车，在主梁上的加载长度为36.45m;
T1?(11?36.45?160)?10%?56.1kN?90kN,则T?90kN
(2)、温度力计算(考虑降温)
墩的组合抗推刚度(包括支座，柱，基础):K1?12927kN/m
?5H‘?12.11/2?30?23.48kN 温?K1?L??t?12927?10(3)、水平地震力计算
a上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震力
E1hs?K1tp?Ki?06Sh1Gsp/g
itpE1hs——上部结构对第
1号墩板式橡胶支座顶面处产生的水平地
震力。
K1——桥墩的组合抗推刚度(包括支座，柱，基础)。 K1?12927kN/m
K2——桥台的组合抗推刚度(包括支座，柱，基础)。 K2?12003kN/m
Kitp——墩组合抗推刚度，K1tp?K2tp?12927kN/m
K0tp?K3tp?K2?12003kN/m
Gsp——一联上部结构的总重力。Gsp?3G上恒?3?2730.54?8191.62kN
考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面或横桥向作用于上部结构质量重心上的单位水平力在一般冲刷线或基础顶面引起的水平位移与支座顶面或上部结构质量重心处的水平位移之比值： 桥墩处?f?0.016097?0.2928
0.054977 考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面上的单位水平力在墩身计算高度H/2处引起的水平位移与支座顶面处的水平位移之比值： 桥墩处?f1?0.02685?0.48840.054977
2Gcp——盖梁的重力Gcp墩?q盖?13.972?34.32?13.972?479.52kN
Gcp台?q盖台?14.579?34.32?14.579?500.35kN
大桥的设计方案
