重力式桥台的计算与验算

一、重力式墩台的验算（一）截面强度验算重力式墩台主要采用圬工材料建造，一般为偏心受压构件，根据《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61—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。0(,)ddSRfaS―作用效应组合设计值，按《通规》JTGD60-2004的规定计算；R(.)―构件承载力设计值函数；fd―材料强度设计值;ad―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。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2~3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N、H及M，并按下式计算各种组合的竖向力设计值：0jdNN式中：jN——各种组合中最不利的设计荷载效应（竖向力）；dN——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。对于砌体以及混凝土截面，要分别采用《圬规》相应条款4.0.4~4.0.8的规定计算。如果不满足要求就应根据4.0.10修改墩身截面尺寸重新验算；（4）截面偏心距验算如超过表4.0.9限制时，可按下式确定截面尺寸：1）单向偏心：01tmddAfNAeW2）双向偏心：01tmddyxyxAfNAeAeWWWy、Wx―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y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；ftmd―构件受拉边层的弯曲抗拉强度设计值，按《圬规》表3.3.2、表3.3.3-4和表3.3.4-3采用；ex、ey―双向偏心时，轴向力在x方向和y方向的偏心距；φ―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《公路圬工桥涵设计规范》第4.0.6条和4.0.8条。（二）墩台整体稳定性验算（1）抗倾覆稳定验算101MKKM稳倾（2）抗滑移稳定验算202iipiaPHKKH（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：（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，可按共轭梁法计算墩台身弹性变形引起的位移，其一般计算式：在具体的计算中，对于边界面墩台水平位移，也可参考以下公式近似计算：注意：在计算中将桥墩台视为固定在基础顶面的悬臂梁，完全忽略上部结构墩顶的约束，计算的结果是偏大的。