基于力流分析的鐵路承臺三維拉壓桿模型研究

王雨權，廖立堅，蘇偉，劉祥君，宋威，李林安

（1.中國鐵路設計集團有限公司 土建工程設計研究院，天津 300308；2.天津大學 機械工程學院，天津 300350）

0 引言

鐵路承臺聯結橋墩與樁基，受力復雜。長期以來，鐵路設計規范中，沒有關于承臺設計配筋的理論和計算方法。在實際設計中，采用的是45°擴散角控制并結合建筑規范的“深梁受彎理論”［1-3］或套用公路的“撐桿-系桿理論”［4］來設計。

針對承臺結構，國內外開展過不少研究，東南大學郭宏磊等［5］對4個六樁承臺進行了試驗研究；華南理工大學季靜等［6］對二、三、四及六樁承臺進行了試驗研究；Perry等［7］在1990年進行了6個承臺的模型試驗，Rafael Souza等［8］則構建了一種可適應的拉壓桿模型。

鐵路承臺與建筑基礎或公路承臺的結構形狀、載荷區別較大，套用其他行業規范缺乏依據，也與框構橋等結構的受彎形式有所不同［9］。另外，從鐵路本身行業縱向比較發現，過去配筋率較低的承臺在運行幾十年后，仍能滿足使用，這種現象需足夠引起鐵路設計者反思。

在以往研究成果的基礎上［10］，在此進一步闡述依托石濟高鐵承臺的研究成果。利用Ansys分別對最常用的8種類型承臺進行力流分析，研究承臺內部的受力機理，并基于受力分析模型，建立起一種簡單實用的適用于鐵路承臺結構特點的三維拉壓桿模型，該模型經檢算，能滿足模擬承臺內部受力特點的精度要求，計算得到的配筋數量和鋼筋布置形式滿足承臺所受載荷要求。

1 鐵路承臺力流分析

石濟高鐵承臺中，樁徑為1.00、1.25、1.50 m的承臺最常用，選取8個使用頻率最高的承臺結構及配套橋墩和樁基，利用Ansys建立有限元分析模型。……