钢筋混凝土薄壁桥台设计计算与应用

钢筋混凝土薄壁桥台设计计算与应

用

【摘要】：随着交通运输业的高速发展,高速公路建设日益广泛,桥梁在高速公路中占有很重要作用。在跨越设计流量不大,或是立交桥通道等小跨径桥梁中,薄壁式墩台有其较大的优越性:薄壁桥台受力合理,工程数量少;可以满足各种地基承载力要求,且施工中基坑开挖土方量少;跨越能力较大,不受放坡限制,节约孔径,充分利用桥下净跨;而且桥型轻巧美观,易于施工等特点。本文主要对薄壁桥台进行了计算,具体计算实例为扩大基础薄壁台。扩大基础薄壁桥台受力主要特点: 1、利用上部构造及下部构造的支撑梁作为桥台的支撑,以防止桥台向跨中移动。2、整个构造物(扩大基础薄壁桥台)为四铰刚构系统。3、台身按上下铰

接支撑的简支竖梁承受水平力和竖向力。扩大基础薄壁桥台具体从以下几个方面进行计算: 台在侧向土压力作用下台身作为竖梁进

行截面强度计算在桥台作为竖梁计算时,首先,最不利布载方式为:将荷载布置在台背的路堤填土破坏棱体上,车辆荷载和填土对台身产生土压力,桥台在土压力作用下产生弯矩、剪力,以及桥梁验算截面以上上部构造和桥台自重产生的支反力,在最不利荷载组合下,验算截面强度,包括偏心受压强度计算、受弯截面强度验算;其次,验算稳定性,验算偏心受压弯曲平面

内的纵向稳定、验算中心受压非弯曲平面内的纵向稳定;第三,进行配筋验算,将桥台作为受

弯构件,承受上部台身的恒载及活载,还承受台背土压力产生的弯矩,在最不利荷载组合下,验算台身底部截面强度。台在竖向荷载作用下横桥向作为一根弹性地基短梁进行截面强度验WP=64 算。薄壁桥台长度L,在L 时,把桥台当支承在弹性地基的短梁计算。首先,验算

地基的短梁条件,计算各种荷载作用时引起的弯矩;其次,进行内力组合;第三,在最不利荷载组合下,验算台身横向截面强度。基础底面最大压应力验算桥台的基底应力为桥台重力引起的应力和桥跨结构、车辆荷载引起的压应力之和,计算得压应力之和不得超过地基土的容许承载力。基础在实际地基为多层土组成,如果持力层以下地基土承载力小于持力层时,须验算软弱层的承载力;当软弱下卧层为压缩较高而且较厚的软粘土,或当上部结构对地基沉降有一定要求时,除承载力满足要求外,还应验算包括软弱下卧层的基础沉降量。抗滑稳定性验算,桥台抗倾覆稳定性验算以及桥台刚度验算基础抗滑稳定性验算是荷载作用在破坏棱体上时,基底抗滑动稳定系数不得大于1.3,如不满足,应布设支撑梁。桥台抗倾覆稳定性验算是抗倾覆力矩Mr与倾覆力矩Mo 的比值大于1.2 时,抗滑稳定合乎要求。桥台刚度验算是在施工时,桥台抵抗土侧压力作用下桥台

发生弯曲变形的能力,具体计算为台顶位移应满足规范要求。在实际工作中,往往地基承载力并不是很大,地址条件也不是很好。所以桩柱式基础往往应用的更多一些。它具有承载力高,稳定性好,沉降量小而均匀等特点,在深基础中具有耗用材料少,施工简便等特点,加快施工速度并改善劳动条件。而且能适用于不同的水文地质和承受不同荷载性质的上部结构,因此在薄壁台中应用更为广泛。薄壁桥墩特点是施工体积小、结构轻便,适用于各种地基,并且对有流水WP=65 或漂流物的冲击力有较好的抵抗力。配合薄壁桥台应用,可增加薄壁桥的跨径,使薄壁桥有更多的实用性。锚碇板可以平衡桥台台后巨大土压力,阻止桥台位移,在设计薄壁式桥台中有很大作用。薄壁桥台尽管有许多优点,但是也有其弊病,那就是墙身容易产生裂缝,特别是台身较高的桥台。所以在设计中当桥台较高的情况下,柱式桥台也应在承台之间布设支撑梁,以增加桥台抵抗水平力的能力,

薄壁桥台也应视土质情况酌情加厚台身厚度,以及加强台身横向、竖向间配筋,以防止裂缝产生。通过以上计算,为以后的设计工作提供了一个很好的计算方法,可以使我们计算出高度较高的桥墩台。这种轻型结构,和其它型式的墩台比较,薄壁桥墩台更为经济,薄壁式桥墩台在现有的公路建设中有广泛的应用。通过本文的计算对以后的设计工作有一定的指导和参考价值。