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【摘 要】装配式连续梁桥以其经济实用、结构简单、施工方便、缩短工期、下部结构施工与主梁预制不冲突等显著优点，在各地桥梁建设中已经被普遍应用。因其上部结构多采用部颁通用图，下部结构却需设计者自己完成，所以墩柱的合理设计就显得尤为重要。本文从温度变化、混凝土收缩和制动力影响的角度提供了一种墩柱水平力分配的计算方法，为连续梁桥墩柱的设计提供了参考。
【关键词】连续梁桥；墩柱；水平力；分配
1引言
装配式连续梁桥以其经济实用、结构简单、施工方便、缩短工期、下部结构施工与主梁预制不冲突等显著优点，在各地桥梁建设中已经被普遍应用。上部结构一般采用部颁通用图，连续梁桥墩柱的设计就成为了设计者进行桥梁设计的主要工作。下部墩柱的合理设计就成为桥梁结构安全和道路行车安全的重要保障。
在墩柱的设计中，墩柱水平力分配的计算尤为重要，只有墩柱水平力分配合理、计算正确，才能正确计算墩柱是否符合设计要求。
墩柱水平力主要由汽车制动力、体系升降温混凝土收缩徐变引起的水平力、地震力、风荷载、撞击荷载等产生，本文着重介绍温度变化、混凝土收缩和制动力影响下的水平力分配。
本文从温度变化、混凝土收缩和制动力影响的角度，计算某高架桥连续梁墩柱水平力，为连续梁桥墩柱的顺桥向设计计算提供了参考。
2结构设计介绍
本桥设计标准简介如下：
设计荷载：公路—Ⅰ级；
桥面宽度：净22.5m+2x0.5m；
标准跨径：L=35m；
材料：钢筋：主筋采用HRB400，其余采用HPB300；混凝土：采用C40；
上部结构采用横向布置8片装配式连续小箱梁，跨径布置为3×35米，采用部颁通用图，支座采用板式橡胶支座。
下部墩柱结构尺寸简图如下：
3墩柱水平力分配计算
3.1墩柱刚度计算：
根据《公路桥涵设计通用规范》（以下简称《通规》）4.3.6条规定，设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力。
（1）墩柱尺寸：
柱高分别为5m、6m、6m、5m，截面为方柱，横桥向宽为1.9m，顺桥向长为1.5m。通过计算得出截面惯性矩I=0.53m4。
（2）墩柱刚度计算：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（以下简称《桥规》）4.2.1条规定，墩柱的抗推刚度公式：
K墩柱=3*0.8*Ec*I/h3
注：本例为简化计算，未计桩土作用，若需考虑桩土作用，可按m法，运用桥梁博士的基础设计模块，计算出柱顶的水平位移，求得墩柱抗推刚度。
（3）支座刚度计算：
根据《桥规》8.4.1条规定，橡胶支座剪切模量取值为G=1.2MPa。
本桥支座，边支座采用GYZ250×400×74、中间支座采用GYZ400×500×84，根据《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》表1，查得支座橡胶板厚度分别为0.053m和0.06m。
根据《公路工程抗震设计规范》规定，板式橡胶支座抗推刚度公式：
K支座=n*A*G/t
其中，n为一个墩上支座的个数，A为单个支座的面积。
（4）合成刚度计算：
支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度的比例进行分配。
合成刚度公式：K合=K墩柱*K支座/（K墩柱+K支座）
3.2制动力计算：
根据《通规》表4.3.1-3规定，本桥设计车道数为6车道；根据表4.3.1-4规定，横向折减系数为0.55；根据表4.3.1-5规定，纵向折减系数为1。
根据《通规》4.3.6条规定，本桥的制动力计算公式为：
制动力=10%*车道数*折减系数*（均布荷载*联长+集中荷载）=462.8kN；
且不小于：车道数*折减系数*165=544.5kN；
综上，制动力F=544.5kN。
注：本例计算中未考虑滑动支座，无摩阻力，故不考虑活动支座摩阻力。若实际计算中存在滑动支座，应根据《通规》4.3.6条规定考虑摩阻力。
3.3温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算：
温度变化影响力的计算公式：
P温=Lxi*Ki*α*Δt
其中，Lxi为i号墩距离临界点的距离，Ki为i号墩的刚度，α为线膨胀系数，Δt为升降温差。
装配式钢筋混凝土收缩影响力相当于降温5～10℃的效应，本例采用10℃。与温度变化进行不利效应叠加。
（1）温度变化临界点距离1号墩的距离x，计算公式为：
Li为i号墩距离1号墩的距离，Ki为i号墩的刚度，通过计算得出x=52.5m。
（2）根据《通规》表4.3.10-1规定，混凝土和钢筋混凝土及预应力混凝土结构的线膨胀系数α为0.00001。
（3）升降温与混凝土收缩影响不利组合=（施工最高温度-一月平均温度）+10℃。求得Δt=40℃。
综上求得温度变化、混凝土收缩影响产生的水平力如下：
3.4墩柱水平力分配结果：
制动力与温度变化影响力、混凝土收缩影响力组合后的水平力如下：
4总结
本文从温度变化、混凝土收缩和制动力影响的角度，计算某高架桥连续梁墩柱水平力，得出以下结论：
通过计算得知，位于一联连续梁桥两端的墩柱，由于温度变化和混凝土收缩的影响比较显著，会产生较大的水平力。如果在墩柱的计算过程中不容易通过，可考虑在两端的墩柱上采用滑动支座。同时也可得知，每一联桥必须采用合理的孔数，如果连续梁桥的一联中孔数过多，桥长过长，温度变化和混凝土收缩带来的水平力会产生很大的不利影响。
实际计算中，对于墩柱抗推刚度可考虑按照m法计入桩土作用来计算。
本文计算中未考虑地震力的影响，实际工程中需按照规范要求，结合地震力进行水平力的计算。
参考文献：
[1] JTG D60-2004. 公路桥涵设计通用规范[S]. 2004.
[2] JTG D62-2004. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]. 2004.
[3] JTT 663-2006. 公路桥梁板式橡胶支座规格系列[S]. 2006.
[4] 王成斌. 用集成刚度法计算制动力在桥墩上的分配[J]. 中南公路工程. 2001.
[5] 王景增， 陈琦， 王喜东. 连续梁桥桥墩顺桥向水平力分配计算[J]. 河南建材. 2011.
[6] 张帅， 肖锋文， 赵杰丽. 连续梁墩柱合理设计的影响因素分析[J]. 公路工程. 2012.
【关键词】连续梁桥；墩柱；水平力；分配
1引言
装配式连续梁桥以其经济实用、结构简单、施工方便、缩短工期、下部结构施工与主梁预制不冲突等显著优点，在各地桥梁建设中已经被普遍应用。上部结构一般采用部颁通用图，连续梁桥墩柱的设计就成为了设计者进行桥梁设计的主要工作。下部墩柱的合理设计就成为桥梁结构安全和道路行车安全的重要保障。
在墩柱的设计中，墩柱水平力分配的计算尤为重要，只有墩柱水平力分配合理、计算正确，才能正确计算墩柱是否符合设计要求。
墩柱水平力主要由汽车制动力、体系升降温混凝土收缩徐变引起的水平力、地震力、风荷载、撞击荷载等产生，本文着重介绍温度变化、混凝土收缩和制动力影响下的水平力分配。
本文从温度变化、混凝土收缩和制动力影响的角度，计算某高架桥连续梁墩柱水平力，为连续梁桥墩柱的顺桥向设计计算提供了参考。
2结构设计介绍
本桥设计标准简介如下：
设计荷载：公路—Ⅰ级；
桥面宽度：净22.5m+2x0.5m；
标准跨径：L=35m；
材料：钢筋：主筋采用HRB400，其余采用HPB300；混凝土：采用C40；
上部结构采用横向布置8片装配式连续小箱梁，跨径布置为3×35米，采用部颁通用图，支座采用板式橡胶支座。
下部墩柱结构尺寸简图如下：
3墩柱水平力分配计算
3.1墩柱刚度计算：
根据《公路桥涵设计通用规范》（以下简称《通规》）4.3.6条规定，设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力。
（1）墩柱尺寸：
柱高分别为5m、6m、6m、5m，截面为方柱，横桥向宽为1.9m，顺桥向长为1.5m。通过计算得出截面惯性矩I=0.53m4。
（2）墩柱刚度计算：
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（以下简称《桥规》）4.2.1条规定，墩柱的抗推刚度公式：
K墩柱=3*0.8*Ec*I/h3
注：本例为简化计算，未计桩土作用，若需考虑桩土作用，可按m法，运用桥梁博士的基础设计模块，计算出柱顶的水平位移，求得墩柱抗推刚度。
（3）支座刚度计算：
根据《桥规》8.4.1条规定，橡胶支座剪切模量取值为G=1.2MPa。
本桥支座，边支座采用GYZ250×400×74、中间支座采用GYZ400×500×84，根据《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》表1，查得支座橡胶板厚度分别为0.053m和0.06m。
根据《公路工程抗震设计规范》规定，板式橡胶支座抗推刚度公式：
K支座=n*A*G/t
其中，n为一个墩上支座的个数，A为单个支座的面积。
（4）合成刚度计算：
支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度的比例进行分配。
合成刚度公式：K合=K墩柱*K支座/（K墩柱+K支座）
3.2制动力计算：
根据《通规》表4.3.1-3规定，本桥设计车道数为6车道；根据表4.3.1-4规定，横向折减系数为0.55；根据表4.3.1-5规定，纵向折减系数为1。
根据《通规》4.3.6条规定，本桥的制动力计算公式为：
制动力=10%*车道数*折减系数*（均布荷载*联长+集中荷载）=462.8kN；
且不小于：车道数*折减系数*165=544.5kN；
综上，制动力F=544.5kN。
注：本例计算中未考虑滑动支座，无摩阻力，故不考虑活动支座摩阻力。若实际计算中存在滑动支座，应根据《通规》4.3.6条规定考虑摩阻力。
3.3温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算：
温度变化影响力的计算公式：
P温=Lxi*Ki*α*Δt
其中，Lxi为i号墩距离临界点的距离，Ki为i号墩的刚度，α为线膨胀系数，Δt为升降温差。
装配式钢筋混凝土收缩影响力相当于降温5～10℃的效应，本例采用10℃。与温度变化进行不利效应叠加。
（1）温度变化临界点距离1号墩的距离x，计算公式为：
Li为i号墩距离1号墩的距离，Ki为i号墩的刚度，通过计算得出x=52.5m。
（2）根据《通规》表4.3.10-1规定，混凝土和钢筋混凝土及预应力混凝土结构的线膨胀系数α为0.00001。
（3）升降温与混凝土收缩影响不利组合=（施工最高温度-一月平均温度）+10℃。求得Δt=40℃。
综上求得温度变化、混凝土收缩影响产生的水平力如下：
3.4墩柱水平力分配结果：
制动力与温度变化影响力、混凝土收缩影响力组合后的水平力如下：
4总结
本文从温度变化、混凝土收缩和制动力影响的角度，计算某高架桥连续梁墩柱水平力，得出以下结论：
通过计算得知，位于一联连续梁桥两端的墩柱，由于温度变化和混凝土收缩的影响比较显著，会产生较大的水平力。如果在墩柱的计算过程中不容易通过，可考虑在两端的墩柱上采用滑动支座。同时也可得知，每一联桥必须采用合理的孔数，如果连续梁桥的一联中孔数过多，桥长过长，温度变化和混凝土收缩带来的水平力会产生很大的不利影响。
实际计算中，对于墩柱抗推刚度可考虑按照m法计入桩土作用来计算。
本文计算中未考虑地震力的影响，实际工程中需按照规范要求，结合地震力进行水平力的计算。
参考文献：
[1] JTG D60-2004. 公路桥涵设计通用规范[S]. 2004.
[2] JTG D62-2004. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]. 2004.
[3] JTT 663-2006. 公路桥梁板式橡胶支座规格系列[S]. 2006.
[4] 王成斌. 用集成刚度法计算制动力在桥墩上的分配[J]. 中南公路工程. 2001.
[5] 王景增， 陈琦， 王喜东. 连续梁桥桥墩顺桥向水平力分配计算[J]. 河南建材. 2011.
[6] 张帅， 肖锋文， 赵杰丽. 连续梁墩柱合理设计的影响因素分析[J]. 公路工程. 2012.