跨海桥梁下部桩柱设计

张帅锋

摘要：海域桥梁不仅承受了汽车、温度、风、地震等陆域桥梁经常受到的作用外，还受到海域复杂的波浪、波流、以及飓风的影响，与陆域桥梁不同，波浪力参与的作用组合，往往控制着海域桥梁下部墩柱设计。本文依托某项目海域桥梁，应用有限元程序建立模型，通过对海域桥梁下部墩柱分析，以供设计人员参考。

关键词：下部墩柱；波浪力

1.桥梁背景

某海域大桥，上部采用等截面单箱单室斜腹板预应力混凝土连续箱梁结构，下部采用墙式墩+现浇承台+钻孔灌注桩。墩身尺寸采用4.8mx2.5m（横桥向x顺桥向），实心矩形倒圆角断面。承台为矩形，平面尺寸8.4mx8.4m。承台底设置4根直径1.8m的钻孔灌注桩。墩身采用C40混凝土，承台采用C35混凝土，桩基采用C35水下混凝土。

2计算模型及作用条件

2.1计算模型

桥梁下部结构桥墩采用弹性空间梁单元进行模拟。桥梁基础采用了用三维梁单元模拟实际的桩基础，用土弹簧单元模拟桩周围土抗力的影响。桥梁墩柱的计算模型如右图。

2.2作用

（1）永久作用

上部恒载作用力19200kN。

（2）可变作用

汽车荷载最大值6100kN，最小值-1320kN。

温度作用：按照整体升降温20℃考虑。

风荷载：桥上有车行驶时，按桥面处设计基准风速25m/s计算，极限风速按照40.44 m/s计算。

波浪力：按波浪力专题报告结论取用。

（3）荷载组合

桥墩按照柔性墩进行设计，顺桥向水平力和横桥向风荷载按集成刚度分配法分配，桥墩钻孔灌注桩按照摩擦桩设计。桥墩及桩基础按控制断面内力正常使用状态和承载能力极限状态进行配筋和计算。……