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桥梁墩台验算
日期:2015-5-14 10:18:28 作者:佚名 来源:本站原创
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桥梁墩台作为桥梁的支承传力结构,必须具有可靠的强度和稳定性。它的受力状态不仅受到上部结构类型、跨径等影响,而且与基础连接为一体,其各种计算必然要联系基础总体考虑。如墩台身所受的各种荷载产生的内力,必然受到基础类型的影响而变化,墩台结构本身可以是圬工结构,也可以是钢筋混凝土或预应力混凝土结构,这样即使同一个验算内容,其验算的方法、公式也会不同。有的涉及结构图示简化计算,例如对压弯构件的简化图示,不同的结构形式和基础连接条件,可能简化成不同的边界条件,都需要结合具体情况来加以分析考虑。

桥梁墩台结构验算与上部结构一样,是在初拟尺寸的基础上加以验算。验算要考虑施工状态和营运状态,验算后的修改,可以从两方面人手:一是进行尺寸的修改,一是改换材料结构.

一、墩台顶帽的验算

(一)梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算

(二)拱桥墩台台口截面直接抗剪强度验算

当拱桥桥墩相邻两孔恒载推力不等,或施工中出现单向推力等情况,桥台承受单向推力时,需要验算台口截面的直接抗剪强度。

(三)桩柱式墩台顶帽——盖梁计算桩柱式墩台顶帽即为盖梁,现都简化为一根钢筋混凝土梁的计算。

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》规定盖梁计算的相关内容如下:

(1)墩台盖梁与柱应按刚构计算。

(2)当盖梁与柱的线刚度(EI/l)之比大于5时,双柱式墩台盖梁可按简支梁计算;多柱式盖梁可按连续梁计算(E/z分别为梁或柱混凝土的弹性模量、毛截面惯性矩、梁计算跨径或柱计算长度)。

根据盖梁计算时应考虑的问题,分为以下几个方面加以介绍。

1.作用的特点及计算

作为梁式桥,上部结构的结构重力与汽车荷载是在主梁位置通过支座,以集中力的形式作用于盖梁上,所以作用的作用位置是固定的,而其作用力的大小,随着汽车横向布置不同而变化。汽车横向布置则是依据盖梁验算截面产生最大内力的不利状况而确定。这样,就涉及将汽车荷载如何在横桥向分配至各主梁上,这种横向分配与主梁结构计算时的横向分配是不同的,分配合理与否直接影响盖梁设计的安全度。

一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可做如下考虑:

(1)单柱式墩台盖梁在计算盖梁支点负弯矩及各主粱位置截面的剪力时,汽车横桥向非对称布置(即按规范要求靠一侧布置),横向分配系数按偏心受压法计算。

(2)双柱式墩台盖梁在计算盖梁柱顶处负弯矩时,汽车横桥向采用非对称布置,横向分配系数采用偏心受压法计算;在计算盖梁跨中正弯矩时,汽车横桥向采用对称布置,横向分配系数采用杠杆法计算。

(3)多柱式墩台盖梁汽车横桥向要按盖梁各控制截面内力影响线来布置,横向分配系数采用杠杆法计算;同时要注意由于多柱式墩台上部桥面比较宽,人行道亦相应较宽,边梁可能是在人行道下,所以应注意由于杠杆法计算横向分配系数边梁偏小,而用非对称布置偏心受压法又对边梁计算偏大的问题。

对于上部结构为桁架拱的墩台盖梁和拱上建筑横桥向为排架柱的盖梁,也应按上述要求考虑汽车荷载横向布置和分配。

2.盖梁内力计算时墩柱支承宽度影响的考虑

由于支承盖梁的墩柱面积较大,简化成点支承使盖梁内力计算偏大而显得太保守,所以规范规定应考虑支承宽度影响。

(1)负弯矩削峰。在计算盖梁柱顶截面负弯矩时,可采用负弯矩包络图在柱顶处削峰的方法减小负弯矩值。削峰宽度理论上认为方柱时为柱宽6,圓柱时为0.8d(d为直径)。但支承宽度对内力的影响除与柱宽有关外,还与盖梁跨度、高度和宽度有关,这是一个很复杂的问题,考虑墩柱尺寸小于盖梁尺寸,建议在实际设计时,方形柱取0.9b,圆形柱取(0.6 -0.8)d。

(2)正弯矩减小跨径。按简支梁计算的盖梁,其计算跨径应取J。和1.15I。两者较小值,其中J。为盖梁支撑中心之间的距离。为盖梁的净跨径。在确定盖梁的净跨径时,圆形截面柱可换算为边长等于0.8倍直径的方形截面柱。

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