重力式桥墩的计算解析PPT学习教案.pptx

会计学
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重力式桥墩的计算解析
一、墩身截面的内力计算
对于梁桥和拱桥的重力式桥墩的计算，虽然在荷载组合的内容上稍有不同，但是就某个截面而言，这些外力都可以合成为竖向的和水平方向的合力 、 ，以及绕该截面x—x轴、y—y轴的总弯矩 和 ，见图，然后对墩身进行承载力验算。
二、墩身截面承载力和偏心验算
桥墩验算截面的选择，对矮桥桥墩，因墩身尺寸一般较大，各截面承载力往往都能满足要求，所以通常只验算墩身底截面即可；对高桥桥墩，其危险截面不一定在墩身底截面，应多选几个截面进行验算，一般可相距2~3米取一截面。
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（一）墩身截面承载力验算
重力式墩台主要采用圬工材料建造，一般为偏心受压构件，截面承载力的设计验算采用极限状态法。在不利效应组合作用下，验算桥墩各控制截面的作用效应组合设计值（内力）应小于或等于构件承载力的设计值，用方程式表示为：
当砌体受压构件，在规范规定的受压偏心距限值范围内的承载力应按下列公式计算：
式中：S—作用效应组合设计值，按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—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；
γ0 —结构重要性系数，对于《桥规》规定的一级、二级、、
、；
Nd —轴向力设计值；
A—构件截面面积，对于组合截面按强度比换算；
fcd —砌体或混凝土轴心抗压强度设计值，对于组合截面应采用标准层轴心抗压强度设计值；
φ—构件轴向力的偏心矩e和长细比β对受压构件承载力的影响系数。
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式中： 、 ——分别为x方向和y方向偏心受压构件承载力影响系数；
x、y——分别为x方向、y方向截面重心至偏心方向的截面边缘的距离；
ex、eY——轴向力在 x方向、y方向的偏心距， ， ，其值不应超过规范规定及下图所示在x方向、y方向的规定值，其中Myd、Mxd分别为绕x轴、y轴的弯矩设计值。
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m——截面形状系数，；；对于箱形
截面或矩形截面（包括两端设有曲线形或圆弧形的矩形墩身截面）；
ix、iy——弯曲平面内的截面回转半径， 、 ；Ix、Iy分别为截面绕x轴、y
轴的惯性矩，A为截面面积；
a——与砂浆强度等级有关的系数，当砂浆强度等级大于或等于M5或为组合构件时，
；当砂浆强度为0时，；
βx、βy——构件在x方向、y方向的长细比，当βx、βy小于3时取3，计算砌体偏心
受压构件承载力的影响系数时，构件长细比、按下列公式计算：

式中 ——不同砌体材料构件的长细比修正系数；
——构件计算长度；
长细比修正系数γβ
砌体材料类别
γβ
混凝土预制块砌体或组合构件

细料石、半细料石砌体

粗料石、块石、片石砌体

构件计算长度




构件及两端约束情况
L0
直杆
两端固结

一端固结，一端为不移动的铰

两一端均为不移动的铰

一端固定，一端自由

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（二）墩身截面偏心验算
桥墩承受偏心受压荷载时，各验算截面在各种作用效应组合下偏心距：
、 ——竖向力在x方向、y方向的偏心距，其值不应超过表的规定。
作用组合
偏心矩限制值
基本组合
≤
偶然组合
≤
受压构件偏心矩限制
当竖向力的偏心距e超过上表的偏心距限值时，构件承载力应按下列公式计算：
单向偏心
双向偏心
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如果承载力不满足要求，应重新验算墩身截面尺寸。
式中：Nd——轴向力设计值