[发明专利]一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法

权利要求书

1.一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

(A)以基础为中心，计算桩基坐标和承台底柔度

以基础为中心即以群桩中心为原点，承台宽度方向为x轴，承台长度方向为y轴的坐标系，进而计算桩基坐标、承台底x轴方向柔度γ_x、承台底y轴方向柔度γ_y；

(B)以桥墩为中心，换算承台底柔度，作为边界约束条件，计算桥墩地震力，换算到承台底

以桥墩为中心即以桥墩中心为原点，线路方向为x轴，垂直线路方向为y轴的坐标系，进而换算承台底x轴方向柔度γ’_x和y轴方向柔度γ’_y，作为墩底的边界约束条件，采用反应谱法求解桥墩的地震力；

(C)以桥墩为中心，计算承台底其他外力，并进行荷载组合

以桥墩为中心，计算承台底其他外力，并与地震力一起进行荷载组合，得到承台底x轴方向外力F’_x和y轴方向外力F’_y；

(D)以基础为中心，换算承台底外力

以基础为中心，计算承台底x轴方向外力F_x和y轴方向外力F_y；

(E)根据承台底外力计算桩基，得到墩顶位移和总刚度

以基础为中心，计算墩顶x轴方向位移S_x和y轴方向位移S_y、x轴方向总刚度B_x和y轴方向总刚度B_y；

(F)以桥墩为中心，换算墩顶位移和总刚度

以桥墩为中心，计算墩顶x轴方向位移S’_x和y轴方向位移S’_y、x轴方向总刚度B’_x和y轴方向总刚度B’_y。

2.根据权利要求1所述的一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：步骤(A)中承台底柔度必须以基础为中心计算，其中影响承台底柔度的桩基影响系数k受群桩的排列影响较大，如矩形和梅花形布置，其布置是按照基础方向来排布的，见公式(1)，其他方向该值计算无意义，

其中，h₀为桩埋入土层以下深度，L₀为两桩之间的净距，C为桩的列数：当n＝1时，C＝1.0；当n＝2时，C＝0.6；当n＝3时，C＝0.5；当n≥4时，C＝0.45。

3.根据权利要求1所述的一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：步骤(B)中以桥墩为中心，换算的承台底柔度其公式如下：

γ′_x＝γ_xcos²θ+γ_ysin²θ (2)

γ′_y＝γ_xsin²θ+γ_ycos²θ (3)

其中，θ是桥墩与基础的扭角。

4.根据权利要求1所述的一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：步骤(C)中桥墩受到的其他力，如梁端支反力、长钢轨力、摇摆力等都是以桥墩为中心计算的，计算完后分解到基础方向再与地震力一起进行荷载组合。

5.根据权利要求1所述的一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：步骤(D)中以基础为中心，换算的承台底外力，其公式如下：

F_x＝F′_xcosθ-F′_ysinθ (4)

F_y＝F′_xsinθ+F′_ycosθ (5)。

6.根据权利要求1所述的一种考虑桥墩与基础带扭角的桩基计算方法，其特征在于：步骤(F)中以桥墩为中心，换算的墩顶位移和总刚度其公式如下：

S′_x＝S_xcosθ+S_ysinθ (6)

S′_y＝S_ycosθ-S_xsinθ (7)