不等跨铁路桥梁重力式矩形桥墩的设计及内力计算 - 图文(15)

主力+附加力，圆形截面 e?0.5s 主力+附加力，其他形状截面 e?0.6s 主力+特殊荷载（地震力除外） e?0.7s

该式中s系沿截面重心与合力作用点的连续上量取，自截面重心至该连续与截面外包轮廓线的交点距离，如图4.3所示。

O—截面重心； p—合力作用点；

B—OP连线与截面外包轮廓的交点。

图 4.3截面合力偏心距示意

矩形截面斜偏心受压时，可只分别检算纵向和横向偏心而不必按合成偏心检算。 墩身截面合力偏心的检算，与截面强度检算同样，每隔3～5 m取一截面检算，最后找出其控制截面。

4.1.4 墩顶位移检算

《铁路桥涵设计基本规范》要求墩顶的纵向（顺桥方向）和横向（横桥方向）弹性水平位移均应符合下列规定：

??5L

式中 L——桥梁跨度(m)，当L≤24 m时，L按24 m计算；当为不等跨时，L采用相

邻跨之中较小的跨度；

?——墩（台）墩帽处的水平位移(mm)，包括由于墩（台）身和基础的弹性变

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形以及基础土弹性变形的影响。

由于墩身挠曲变形引起的墩顶位移?1，系按墩顶为自由端、墩底为固定端的悬臂梁计算，根据虚功原理：

?1??h0MPMdh EI对于放坡的变截面墩身，为避免繁琐的积分运算，可将墩身等分为n段，每段高?h，再分别计算各段的平均截面惯性矩Ii、平均弯矩Mi(不包括墩身自重)及其到墩顶的平均高度hi，即可用下列近似地计算?1：

n?1??i?1Mi?hi??h EIi 设计经验表明，矮而粗的实体墩具有较大的刚度，常不需检算墩顶位移；但接近或超过30 m的较高桥墩，则应检算墩顶位移。

4.2 墩身截面检算 4.2.1 整体纵向稳定性检算

查《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》得：E0?28?106 kPa，Rc?1.35?104 kPa。

桥墩受压稳定性检算时，《铁路桥涵混凝土和预应力混凝土结构设计规格》规定，桥墩为一端固定、另一端自由的构件，则计算长度l0?2?(20?2)?44 m。

表 4.4 墩身截面几何特性计算

分段截面 项目 距墩顶高度h(m) b(m) S2 S3 S4 S5 S6 2 2.3 3.6 8.28 3.65 3.476 7 2.482 3.767 9.348 4.8 3.868 12 2.664 3.933 10.477 6.196 4.652 17 2.845 4.1 11.667 7.868 5.531 22 3.03 4.27 12.938 9.899 6.534 l(m) 2A(m) Iy(m4) Wy(m3)

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表 4.5 墩身受压稳定性检算（顺桥向）

活载情况 力及力矩 桥跨恒载N1 主力 活载压力R2 附加力 制动力Pt 风力PW 主+附合计 e0M/N ?h2.664单孔重载 N(kN) P(kN) M双孔重载 (kN·m) 530.963 5966.582 789.379 7286.924 N(kN) P(kN) m) M(kN· 88.927 5966.582 789.379 6844.888 2281.32 1517.038 3798.358 267．32 61.755 329.075 0.72 2281.32 2154.295 4435．615 267．32 61.755 329.075 0.579 墩顶面积A墩顶1(m2) 墩顶截面惯性矩4I0(m) 墩底面积A墩底(m2) 墩底截面惯性矩4Id(m) m 3.6?2.3?8.28 1?3.6?2.33?3.65 124.27?3.03?12.938 墩身平均面积A0(m2) 计算长度l0(m) E0(kPa) 1?4.27?3.033?9.899 120.161.71??0.0687?1.82 0.18.28?12.938?10.609 2(20?2)?2?44 28?106 0.269 0.288 ??0.1?0.16 e00.2?h4mE0Id 2l0令x??Ncrx?x280033.623 100822.236 300510.006 111?x1.1RcA0103357.855 (kN) 主+附 KN(K?1.6)(kN) 6077．373 7096.984 由上表可知，单孔重载、双孔重载时荷载均小于临界荷载Ncr，故整体纵向稳定性

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检算合格。

4.2.2强度检算

表 4.6 弯矩增大系数计算

项目 ????1??1???uKN顶???1?N?crx?? ?x?1?l02分段截面 S2 S3 S4 S5 S6 u 单孔重载 1.006 1.02 1.035 1.05 1.064 双孔重载 1.007 1.023 1.04 1.057 1.074 2 7 12 17 22 表 4.7 墩身截面强度检算

活载情况 力及力矩 桥跨恒载N1 活载压力R2 主力 桥墩自重G S1～S2 S1～S3 S1～S4 S1～S5 S1～S6 S1～S2 S1～S3 S1～S4 S1～S5 S1～S6 S1～S2 单孔重载 N(kN) P(kN) 双孔重载 m) M( kN· 530.963 N(kN) m) P(kN) M(kN· 88.927 2281.32 1517.038 567.51 1581.13 2721.076 3994.318 5407.825 2281.32 2154.295 567.51 1581.13 2721.076 3994.318 5407.825 620.182 1956.782 267．32 3293.382 4629.92 5966.582 8.986 50.171 61.755 171.829 480.604 789.379 61.755 267．32 620.182 1956.782 3293.382 4629.92 5966.582 8.986 50.171 171.829 480.604 789.379 制动力附加力 风力Pw Pt S1～S3 S1～S4 S1～S5 S1～S6

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