阿尔及利亚东西高速公路项目技术总结简支梁桥下部结构的计算内容\方法和一般过程
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前言：阿尔及利亚位于非洲西北部，北临地中海。此项目为阿尔及利亚贯通东西全境的第一条高速公路，全长927km。针对阿尔及利亚东西高速公路建设项目的特点，桥梁设计综合考虑了满足欧洲规范的要求、满足当地相关法规并符合当地的工程建设习惯、充分考虑承包人的利益和特长、尽量采用标准化设计等因素，因此该项目桥梁大量采用结构简单、施工快速的简支桥梁，这一桥梁设计总体思路得到了阿国管理部门的认可，并且为我国的承包商节约了大量时间和资金，为该项目的顺利实施打下了良好的基础，并给以后国外的工程项目留下了可供借鉴的成功经验。本次总结主要是针对本项目简支梁下部结构的计算内容、方法和一般过程，为以后在北非地区进行桥梁下部结构设计做一个参考。
2 项目概况
2.1工程概况
阿尔及利亚东西高速公路东连突尼斯、西接摩洛哥，它既是阿尔及利亚贯穿东西方向的主要交通大动脉，又是北非地中海沿岸国家重要的战略要到；该工程也是我国首次通过国际竞标获得的大型工程项目，根据合同要求，必须遵循欧洲的标准规范进行设计，同时还要考虑当地的法规、工程习惯。
2.2地形地貌
本人参加设计的M1标段地处阿尔及利亚北部山区，为Bouira和Bordj Bou Arréridj两省交界地区，沿线多低山、峡谷区，部分为浅丘河谷区，地形起伏大，工程较艰巨。沿线有被当地称为森林的地方较多，但由于全年降雨量少，因此树木并不太茂密，植被也稀疏。有众多季节性河流；沿线沟槽明显，部分深切，沟槽纵坡较陡；沿线水土保持差。
3下部结构的计算内容、方法和一般过程
3.1 计算内容
下部结构计算，首先进行全桥纵向水平力（包括温度力、制动力、地震力）分配，每个桥墩根据分配的水平力与其它力进行内力计算，桥台除上述力外尚应考虑台后活载及土压力、地震土压力的影响，墩台各控制截面根据单项内力进行ELU-ELS-ELA组合，然后根据内力组合进行配筋计算，取最不利配筋作为设计采用配筋。详细计算流程见下图：
3.2设计标准
设计采用的规范为合同规定的规范和相关技术标准，主要规范和标准如下：
钢筋混凝土规范 : FASCICULE 62 (Titre 1er)(section I)
防震标准 : EUROCODES 8（欧洲桥梁抗震规范） + RPA99/2003 （阿尔及利亚桥梁抗震规范）
荷载 : FASCICULE 61 Titre Ⅱ（阿尔及利亚桥梁荷载标准）
基础计算标准 : FASCICULE 62
土压力计算 : FASCICULE 62 Titre Ⅴ
3.3技术标准
桥梁类别：一级桥梁；
裂缝危害等级：Préjudiciable；
设计荷载：A、B、MC荷载；
整体温度变化值：±30 ℃；
主梁线膨胀系数：0.00001；
支座摩阻系数：0.06；
地震区：根据不同地震区选择不同的地震加速度
用途组：大部分为1A用途组；
场地土：大部分为SII
3.4主要材料
a)盖梁、墩身、台身、耳背墙、承台、搭板
混凝土：抗压标准强度f c28 = 27.0 MPa，重力密度γ = 25 kN/m3
钢筋：fe = 500 MPa
b)基桩
混凝土：抗压标准强度f c28 = 35.0 MPa，重力密度γ = 25 kN/m3
钢筋：fe = 500 MPa
c)支撑装置
橡胶支座剪切弹模：G = 1.2 MPa
d)台后土体
土的内摩擦角：30.0°，重力密度γ = 18 kN/m3
3.5上部荷载
上部结构采用梁单元和板单元混合建模，其中预制T形梁和现浇横隔板采用梁单元模拟，现浇桥面板采用板单元模拟。
结构分析采用土木工程专用计算软件Midas/Civil v.2006和Robobat v.20进行，其中静力计算及应力验算采用Midas/Civil v.2006，截面配筋计算采用Robobat v.20进行。
3.6下部荷载计算方法和过程
1恒载计算
下部恒载钢筋混凝土重力密度按γ = 25 kN/m3，填土重力密度按γ = 18 kN/m3计算。
2土压力计算
台后及台前溜破土压力按库仑主动土压力计算，其计算公式为:
，
其中：
：库仑主动土压力值；
：库仑主动土压力系数；
：为土的内摩擦角；
：为墙体与竖直线的夹角；
：为墙体土体的摩擦角，取；
：为土体与水平线的夹角
3墩台刚度计算
a)支座刚度
其中
G：支座的剪切模量
S：1个支座的面积
h：支座的高度
n：一个墩上支座的个数
b)墩台身刚度
墩身刚度：在墩顶作用一个单位水平力F=1.0 KN，对整个桥墩结构进行计算，求出墩顶水平位移，因此，墩身刚度。
台身刚度可视为无穷大，
c)墩台组合刚度
d)全桥纵向总刚度
3.2.4制动力
a)A系列活载
其中
，
S：A系列活载加载的面积
b)B系列活载
B系列活载的制动力取一辆汽车的总重，
计算时，取用A、B系列活载中制动力的大者。
5温度力
取温度变化30度，根据各墩台的组合刚度可求出各墩台分配的水平力。
6地震力
6.1上部结构引起的地震力计算
地震力的计算采用反应波谱理论，计算过程中参考了《PONTS COURANTS EN ZONE SISMIQUE GUIDE DE CONCEPTION》（以下简称“指南”）一书。
a)纵向地震力计算
式中：
: 一联桥上部结构的总有效质量，可从“3.1上部计算结果摘要”部分查得。
: 地震加速度，根据本桥的地震区域和建筑用途组，在《阿尔及利亚防震标准RPA 99/2003年版》表4.2可查得该值。
：衰减为5％时的弹性反应波谱
系统周期，
根据算出的系统周期T，据表1 可求出，进而可求出一联总的水平地震力，根据各个墩台的刚度可求出每个墩台的水平地震力
b)横向地震力计算
横向地震力的计算与纵向地震力的计算相同。
c)竖向地震力计算
竖向地震力的计算采用下列公式进行计算:
式中
a:该参数取决于地震运动和场地类型，可从“指南”一书表4－6查得，
b:该参数取决于所考虑的支撑反应以及边中跨比，可从“指南”一书表4－7查得，
:桥面的线密度，
L：主跨长度
6.2墩台结构自重引起的地震力计算
a)纵、横向地震力计算
墩台自重引起的纵向及横向地震力计算方法同上部结构引起的地震力计算，仅是墩台身周期公式有所变化，墩台身自身周期公式为
式中
ρ:混凝土的密度
S:墩台身截面积