桥梁桩基承台的受力分析

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1、都市快轨交通·第!"卷第#期$%%&年’月土建技术桥梁桩基承台的受力分析李文会!北京城建设计研究总院!北京!!"""#$"基础设计规范》（%+,---*—摘!要!通过墩承台桩基的整体有限元计算分析!.--.）有关说明，承台呈梁考察承台的应力分布情况!对比分析有限元计算结果式破坏，即挠曲裂缝在平与相关规范的简化计算之间的差异!提出针对两桩承行于墩台的两个边出现，台的设计建议"说明承台在两个方向呈梁关键词!桥梁!桩基承台!截面法!撑杆系杆体系式承受荷载，而不是呈双向板式承受荷载。破坏模!!桩基承台计算方法概述图!!四桩承台破坏模式式见图

2、!。桩基承台是将桩基础和桥墩连接为整体，并将桥当承台高度对桩距来说较大时，即所谓的深梁，其梁上部荷载传递给桩基的重要构件。承台受力复杂、应力分布与普通影响因素很多，在工程设计中采用何种计算模式，对承梁不同，呈非线台的计算结果及承台尺寸有较大的影响。性变化，不能采关于桩基承台计算方法，!""#年以后始见于各行用常规的材料力业结构设计规范，有《建筑桩基技术规范》（$%$"#—"#）、学公式，多采用《钢筋混凝土承台设计规程》（&’&())："*）、《建筑地基“撑杆系杆体基础设计规范》（%+,---*—.--.）和美国公路桥梁设计系”计算方

3、法。规范《//(012—3456》。.--#年实施的《公路钢筋混凝该方法的传力体图%!#撑杆系杆体系$力系土及预应力混凝土桥涵设计规范》（$1%67.—.--#）第系见图.。)8,条中，也给出了桩基承台的计算规定。以上两种方法均为简化分析方法，且假定承台为根据以上规范的相关规定，承台正截面抗弯强度刚性。然而在桩承台体系的研究中，承台的刚度实际计算有“梁式体系”计算方法和“撑杆系杆体系”计算上是一个相对概念，它所表示的是桩承台体系的相对方法（也称拉压杆计算方法）。前者为国内《建筑桩基刚性程度，处于不同刚性状态的承台，其工作机理是不技术

4、规范》、《钢筋混凝土承台设计规程》和《建筑地基同的。基础设计规范》所采用，后者为美国公路桥梁设计规范本文以中小桥梁常用的两桩桩基承台为研究对《//(012—3456》所采用。.--#版的《公路钢筋混凝象，通过桩土相互作用的承台桩基三维有限元计算土及预应力混凝土桥涵设计规范》（以下简称新桥规）分析，考察承台的应力分布情况，探讨桩基承台的工则规定，当外排桩中心距墩台边缘大于承台高度时，按作机理。通过有限元计算结果与相关规范规定的“梁“梁式体系”方法计算承台截面；当外排桩中心距墩台式体系”方法、“撑杆系杆体系”方法计算结果的对边缘等于或小

5、于承台高度时，按“撑杆系杆体系”计算比，笔者总结了两桩桩基承台的受力特点，并提出了方法计算承台截面。设计建议。梁式体系是传统的承台计算方法，根据《建筑地基%!两桩桩基承台有限元分析模型收稿日期：$%%&%$$!作者简介：李文会，女，一级注册结构工程师，从事轨道交通高架桥和市以某工程匝道桥的桥基为例，承台尺寸为78,E政桥梁设计工作，9:;?@A:8BCD.8,E!8)D（长E宽E高），桩径!8,D、桩长,-D，桥墩万方数据"!都市快轨交通·第!"卷第#期$%%&年’月!87E!8.D、墩高#87D，结构尺寸见图F。本文桩中心

6、距考虑两种情况，模型!中9为#D，模型.中9为,87D。图)!模型!承台底面正应力!!云图图#!两桩承台结构尺寸!单位"&#采用GH6/(／&:I:9软件进行空间有限元计算，承台采用八节点三维块单元，桩采用梁单元（与承台相连部分采用八节点三维图$!模型!水平应力!!沿承台高度变化!单位"*+,#块单元），桩底固结，桩侧按规范考虑桩周土的弹性从图,、图7可以看出承台应力分布较复杂，墩边约束，墩顶作用竖向荷载和桩边存在明显的应力集中情况。图*表明，在沿承J为)---KJ，计算模型见台高度方向承台应力分布呈非线性状态。图*（O）、图图#。

7、*（=）显示受压区的应力较小，这是由于墩身部分参与#!计算结果分析工作；图*（B）显示压区应力较大，是由于应力集中原因。另外，图,、图7和图*表明，承台底的拉应力最大#(!!模型!结果分析值发生在墩中心线下方，而传统的截面法认为最大拉!桩中心距!为)*"应力发生在墩身边缘。!!在竖向外荷载作用承台的第一主应力"!云图如图)所示、第三主应下，承台的水平正应力"L力"F云图如图"所示。图)显示两桩之间的承台下云图如图,、图7所示。缘部分为明显的受拉区，可用拉杆模拟。图"显示由从承台的中剖面墩底向两桩形成了斜向的受压区，类似于两个斜压杆。

8、（MN平面）沿M方向选取图’!两桩承台有限元整个承台的传力模型符合“撑杆系杆体系”。F个位置，考察此F处"L计算模型!单位"&#沿承台高度的变化情况，如图*所示。F个位置分别为墩中心处、距墩中心-8#D处、距墩中心-8)D处。图-!模