重力式桥台的计算与验算

1、重力式桥台的计算与验算Prepared on 22 November 2020、重力式墩台的验算(-)截面强度验算 重力式墩台主要采用垢工材料建造，一般为偏心受压构件，根据公路垢工桥 涵设计规范(JTG D61-2005),其设计过程采用以概率理论为基础的极限 状态设计方法，采用分项系数表达式进行计算。在不利荷载组合作用下，验算 墩台各控制截面作用效应的设计值(内力)应小于或等于结构抗力效应的设计 值。YGSR(fd,ad)S作用效应组合设计值，按通规JTGD60-2004的规定计算；R()一构件承载力设计值函数；fd 材料强度设计值；3d几何参数设计值，可采用几何参数标准值，即设计文件规定值

2、。具体的墩台截面的强度验算包括以下各项内容：(1)选取验算截面1) 通常选取墩台身的基础顶面与墩台身截面突变处。2) 采用悬臂式墩台帽的墩身，除对墩台帽进行验算外，应对墩台帽交界处墩身 截面进行验算。3) 当桥墩、桥台较高时，需沿墩台身每隔 23米选取一个验算截面。(2)验算截面的内力计算按照各种组合，分别计算各验算界面的竖向力、水平力和弯矩，得到工“、工丹及工M,并按下式计算各种组合的竖向力设计值：式中：代各种组合中最不利的设计荷载效应(竖向力)；M各种组合中按不同荷载算得的竖向力设计值；(3) 砌体构件受压承载力计算承载能力极限状态验算:按轴心或偏心受压构件验算墩身各截面的承载能力。对于砌

3、体以及混凝土截面，要分别采用垢规相应条款的规定计算。如果不满足要求就应根据修改墩身截面尺寸重新验算；(4) 截面偏心距验算如超过表限制时，可按下式确定截面尺寸：1)单向偏心MS治- 1W2)双向偏心Wv、“一双向偏心时，构件 X方向受拉边缘绕 y轴的截面弹性抵抗矩和构件 V作用组合帽心距限值 f慕本俎合0.65欝燃蛆合sg0.74.0.9受压构件偏心距浜值注上结构 4 向偏心的爱拉 边域双向W!心的各受拉一边， 当设有不小于截面间枳0.05%的纵向钢筋时， 表内规定值可 增加O.ho表中$(1为啟曲或换算彼网瓯心紬至俯心方向啟面边缘的理爲(图4.0.9)。图 4.0.9 受压构件偏心陀M 轴向

4、力巒偏心距栽面虫心至倔心方 向截面边缘的距贞Af罰呎vvr方向受拉边缘绕 X轴的截面弹性抵抗矩.对于组合截面应按弹性模量比换算为 换算截面弹性抵抗矩;fund构件受拉边层的弯曲抗拉强度设计值，按垢规表、表和表采用；ex、ey双向偏心时，轴向力在 x方向和 y方向的偏心距；P砌体偏心受压构件承载力影响系数或混凝土轴心受压构件弯曲系数，分别参 见公路垢工桥涵设计规范第条和条。（-）墩台整体稳定性验算（1）抗倾覆稳定验算式中Kx倾覆稳定安全系数一稳定力矩，如图2-776所示，其稳定力矩，M 萨汕 P）为巴一作用在墩台上的竖向力组合；菊一桥台基础底面重心至偏心方向外缘的距离）M用一倾擾力矩，当车辆荷裁

5、布置在台后破坏棱体时产生的嚴大倾覆力矩，则M倾=SPii + STtA|G各柴向力钊底而前心的距离，h 各水平力到基础底面的力料丿口作用在墩台上的水平力；抗倾瓊稳定系数，对组合I采用1.5,组合II、HK IV采用“8,组合V采 用1.2。4.44.4 3 3 验算墩台抗倾覆和抗滑动的稳定性时，稳定性系数不应小于表 4.4.34.4.3 的规定。表4.4.3抗倾覆和抗滑动的稳定性系数作用组合验算项目稳定性系数使用阶段永久作用（不计混凝土收缩及徐变、浮力）和汽车、 人群的标准值效应组合抗倾覆抗滑动1.51.3各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合抗倾覆抗滑动1.31.2施工阶段作用的标准值效

6、应组合抗倾覆抗滑动1.2（2）抗滑移稳定验算表4.4.24.4.2基底廓擦系数地基土分类地基土分类图 4.4.1 墩台菇础的稳定验算示意图&）立面;b）平面（单向俶心）;c）平面（双向偏心） 0 我面 8：心；住合力作用点斗验算倾贾轴黏土（流勿坚硬）、粉土0.25软岩（极软岩校软岩0.40-0.60砂土 （粉砂-砾砂）0.300.40硬岩（较硬岩、坚硬岩）0.60.0.70碎石土（松散密实）0.40-0.50（三）墩台顶水平位移计算（1）水平位移的规定对于高度超过 20m的重力式墩台及轻型墩台，应验算墩台顶水平方向的弹性位移，并符合规定要求。墩台顶面水平位移容许极限值为：式中：L相邻墩

7、台间的最小跨径，以米计。跨径小于亦m时仍以25皿讦算，y 墩台顶水平位務值（mm，它的数值应包揺墩台水平方向的弹性位移和由于地 基不均匀沉降而产生的水平位移值的皑和。地基不均匀沉降所产生的水平付移 值，可通过计算不均匀沉隆引起的倾斜角求得。（2）水平弹性位移的计算计算时可认为墩台身相当于一固定在基础顶面的悬臂梁，不考虑上部结构对墩 台顶位移的约束作用，可按共辄梁法计算墩台身弹性变形引起的位移，其一般 计算式:式中：MT由干外荷载水平力（包括制动力、风力停）及竖向力怡心作用对各截面所产 生的弯矩,M作用在墩台顶面与位務方向一致的单览力对各截面所产生的弯矩$E墩台材料的抗压弹性模虽！I墩台截面的惯性矩H桥墩台高度。；式中：I墩台底面的愤性矩,M一由恒载、活载偏心及制动力在墩顶引起的弯矩$K惯性矩的系数,K=气汁人八为乎处墩台身截面的惯性矩,T作用在墩台顶的水平力丿. ：.0 0 由于凤力等沿墩台高均匀分布的汆平外力$qz由于风力等其他外力