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​拱桥轻型桥台的计算要点

futao 桥梁拆除 2019-04-18 997 0
川渝拆除17713551981

拱桥轻型桥台的计算要点

轻型桥台主要用于小跨径拱桥。认为桥台在拱的推力作用下,仅发生绕基底重心轴向路堤方向的转动,实际观测的水平位移很小,可以忽略不计。此时,台后土体进入被动受压状态,土压力按静止土压力与土抗力之和计算。

(一)计算的基本假设

(1)桥台转动使拱背和台背产生水平位移,拱脚处水平位移最大。

(2)认为台后填土的弹性土抗力系数为常数,土抗力最大值产生在拱脚处,以p1表示,拱背和台背的土抗力按三角形上下分布。

(3)将拱跨按三铰拱考虑,拱背部分土抗力在拱脚处单位宽度产生的水平力为f·p/3(f为拱桥计算矢高)。

(二)计算方法判断

根据以上基本假设,首先要判断桥台在最不利组合作用下,是否符合向路堤方向转动的基本要求。

按图2-70所示,除土抗力外,计算出所有作用于桥台外力对基底形心C的弯矩总和M。:

Mc=Hh,-VXv+M。-Ma-ZG·a(2-36)式中:H—一作用于拱座中心处的水平力(kN);V——作用于拱座中心处的竖向力(kN);M。——作用于拱座中心处的弯矩(kN·m);C—一台身基础及其上的填土总重力(kN);M。一台后静止土压力对C点的弯矩(kN·m);h,、xy、a——分别为H、V、G对C点弯矩的力臂(m)。

若M。子0,则桥台将产生转动。当M。<0时,说明桥台向河心方向转动,此时修改桥台尺寸,减薄台身,以减小X、和a及ZG;当Mc>0时,桥台向路堤方向转动,符合假设要求,可以继续进行计算。

图2-70拱桥轻型桥台计算图示

图2-70拱桥轻型桥台计算图示

(三)台后弹性土抗力计算

桥台绕着C点的转动,使基础底面也产生竖向压缩变形,产生竖向土抗力。现以4*表示拱座中心处的水平位移,以A表示基底边缘竖向位移,利用几何相似关系可得:

(2-37)(2-37)

式中:K——台后填土水平弹性土抗力系数;

image.png

K。——地基土竖向弹性土抗力系数,一般可认为K。/K=1.25。用l。表示基底顺桥向惯性矩,则有:

台后土抗力和地基土竖向土抗力对C点的弯矩分别为Ma和M。,则有:

(2-38)(2-38)

(四)轻型桥台验算

1.水平位移验算

(2-39)(2-39)

2.台口截面抗剪验算

效应组合设计值:

(2-40)(2-40)

式中:y;——结构重力效应分项系数;H.——结构重力作用在拱脚产生的水平作用值;Yo——汽车荷载桥上布载时在拱脚产生的水平作用分项系数;Pixt)——拱座中心处静止土压力强度;其余符号意义同前。

具体直接抗剪承载力验算按《公与桥规》规定计算。

3.台身截面强度验算台身截面按偏心受压构件验算。由于精确地确定最大内力截面位置很复杂,所以可近似用最大弯矩截面代替,其误差很小。最大弯矩截面位置,可取拱脚中心为坐标原点,计算出各力对任意深度Z截面的弯矩Mz,并根据image.png=0,确定出最大弯矩截面位置,求出各力对Z处截面重心轴的弯矩和竖向力,即可进行验算。

4.拱脚处土体稳定性验算

为了保证由于桥台转动推挤台后土体不产生被动破坏,要求拱脚中心处的静止土压力强度与土抗力强度之和不超过该处的被动土压力强度,按下式验算土体的稳定性:

(2-41)(2-41)

式中:p,——拱座中心处被动土压力强度。

另外,从轻型桥台整体考虑,还应进行地基土的容许承载力、抗滑动与抗倾覆稳定的验算,以上验算请参考第三章有关内容。


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