【正文】 ）、墩底合力偏心檢算檢算①、縱向合力偏心檢算縱向合力偏心檢算時的最不利荷載組合為雙孔重載+制動力+縱向風(fēng)力。由以上計算得：N=1900+3544+904=6348 KN4938MyMy=+4330+596=4938 6348Nex= = = m《橋規(guī)》規(guī)定，對于矩形截面，在主力和附加力同時作用時合力偏心距ex≤，其中S系沿截面重心與合力作用點的連線上量取，自截面重心至該連線與截面外輪廓線的交點的距離。很顯然，S大于或等于截面的半寬，即S≥，≥= m，顯然ex= m≤，故墩底截面縱向合力偏心經(jīng)檢算滿足設(shè)計規(guī)范要求。②、橫向合力偏心檢算橫向合力偏心檢算時的最不利荷載組合為雙孔重載+橫向風(fēng)力。由以上計算得：N=1900+3544+= KNMxMx=+++= Ney= = = m《橋規(guī)》規(guī)定，對于矩形截面，在主力和附加力同時作用時合力偏心距ey≤，其中S系自截面重心至該連線與截面外輪廓線的交點的距離。很顯然，S大于或等于截面的半長，即S≥，≥=，顯然ex=≤，故墩底截面橫向合力偏心經(jīng)檢算滿足設(shè)計規(guī)范要求。（4）、墩頂縱向彈性水平位移檢算 墩頂彈性水平位移由兩部分組成，一部分由橋墩撓曲變形引起的位移Δ1，另一部分為地基土變形引起的位移Δ2，總位移為兩者疊加，即 Δ=Δ1+Δ2①、橋墩撓曲變形引起的墩頂位移Δ1計算導(dǎo)致橋墩因縱向撓曲引起墩頂最大位移的最不利荷載組合為雙孔重載+制動力+縱向風(fēng)力，計算時視橋墩墩頂為自由、墩底為固定的懸臂梁，計算簡圖如圖45所示：采用圖乘法計算梁頂A點位移Δ1，計算公式為：ωyc EIΔ1=Σ （43） 式中 ω——為每種荷載單獨作用的彎距圖面積； yc——為荷載彎距圖的形心C處所對應(yīng)的M圖的豎坐標(biāo)； E ——墩身混凝土的受拉彈性模量，《橋規(guī)》規(guī)定E為 104MPa；I—— 墩身各截面的慣性矩，本設(shè)計橋墩為變截面，因此需分段進(jìn)行位移計算，較為復(fù)雜；由于墩身截面變化率較小，實踐證明采用墩頂、墩底的平均慣性矩進(jìn)行位移檢算是可以滿足設(shè)計要求的，由上表41得平均慣性矩I= 1 將上面數(shù)值及圖45中的彎距圖面積ω及其對應(yīng)的yc值代入公式43得： 104103Δ1= （+36589+2627+667） =（m）=3（mm）②、由地基變形引起的墩頂縱向位移Δ2計算8k2My 由于基底存在較大的扭轉(zhuǎn)彎距，使基礎(chǔ)兩端發(fā)生不均勻沉降，致使基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜，其傾斜角度用θ表示，對于矩形基礎(chǔ)，根據(jù)《土力學(xué)》教材有關(guān)計算公式得：Cb3 tanθ= （44）式中 k2——無量綱系數(shù)，隨a/b而變化，其中a、b分別為基礎(chǔ)的長邊和短邊長度，由圖42知，a=，b=，根據(jù)α=a/b=，由《土力學(xué)》；My——基底彎距，由前面計算及圖42知，My=4938 1ν2E0C——常數(shù)，C= 9103 其中E0為地基土的變形模量，由上面資料知E0知E0=9103MPa，ν為地基土的泊松比，由《土力學(xué)》；代入得： C= =10484938將以上數(shù)值代入公式44得：104103tanθ= =105故有 Δ2=H tanθ=（+2）105 =（m）≈1（mm）③、墩頂縱向位移Δ計算Δ=Δ2+Δ2=3+1=4 mm[Δ]=5√L =5√ =故 Δ＜[Δ] （滿足設(shè)計規(guī)范要求）（5）、墩頂橫向彈性水平位移檢算 墩頂橫向彈性水平位移檢算檢算方法同縱向位移檢算，不過，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，縱向位移滿足規(guī)范要求的情況下，橫向位移都是滿足規(guī)范要求的，一般不需檢算?；A(chǔ)檢算（1）、基底土質(zhì)情況第一層為砂黏土，基本承載力σ0=203KPa，土的容重γ=18KN/m3。第二層為黏土，基本承載力σ0=360KPa，土的容重γ=。（2）、基礎(chǔ)尺寸：基礎(chǔ)擬定尺寸如圖42。（3）、荷載計算①、基礎(chǔ)自重基礎(chǔ)自重G3=（+）23=1895KN②、覆土自重 覆土自重G4=（18+）（）=1021KN（4）、基底檢算①、地基承載力檢算地基承載力檢算最不利荷載為橋墩自重+雙孔重載+制動力+風(fēng)力，根據(jù)土力學(xué)中有關(guān)計算公式可計算出地基應(yīng)力σ：WMyNA σ= 177。 （45）式中 N——作用于基底的豎向壓力，由前面荷載計算知： N=1900+3544++1895+1021=10158KN A——最底層基礎(chǔ)截面積， A== My——作用于基底的彎距，由前面計算知： My=+（+）+（++）=5585 W——基礎(chǔ)截面模量，W=ab2/6=將上面數(shù)值代入公式（45）得：558510158σ= 177。 計算得： σ1=267 KN/m2= σ2=110 KN/m2 =由已知地質(zhì)資料得地基土基本承載力σ0=360KPa，《橋規(guī)》規(guī)定，地基土的容許承載力[σ]為：[σ]=σ0+k1γ1（b2）+ k2γ2（h3） （46）式中 kk2——基礎(chǔ)寬度、深度修正系數(shù)，按持力層土決定，由已知地質(zhì)資料及《橋規(guī)》=0，k2=； γ1——基底以下持力層土的天然容重，； H——基礎(chǔ)底面的埋置深度，由圖42知H=； γ2——基底以上土的天然容重的平均值，γ2=（+）/2=；將以上數(shù)值代入公式（46）得：[σ]=360+0（）+（） =顯然，σσ2均小于[σ]，因此，基底土層承載力滿足規(guī)范要求。②、基底合力偏心檢算基底合力偏心檢算最不利荷載為橋墩及基礎(chǔ)自重+基底以上土重+雙孔重載+制動力+風(fēng)力。My基底合力偏心距計算：Ne= （47）式中 My——所有外力對基底截面中心的力矩，在基底應(yīng)力檢算一節(jié)里已計算出，My=5585 N——所有作用于基底垂直力，在基底應(yīng)力檢算一節(jié)里已計算出， N =10158KN5585將數(shù)值代入公式47得：10158 e= =（m）《橋規(guī)》規(guī)定，基底截面的中心偏心距e應(yīng)滿足e≤ρ，其中ρ為基底截面的核心半徑，ρ=W/A，這里W為相應(yīng)于應(yīng)力較小邊緣的截面抵抗矩，A為基底面積，由基底應(yīng)力檢算一節(jié)里計算出W= m3，A=，因此：ρ=（m）因此 e＜ρ （滿足規(guī)范要求）③、穩(wěn)定檢算：穩(wěn)定檢算最不利荷載組合為雙孔重載+制動力+縱向風(fēng)力。N=1900+3544++1895+1021=10158KNPx=+=321KNMy=+（+）+（++）=5585 傾覆穩(wěn)定檢算：101585585K0= = 《橋規(guī)》規(guī)定，故 K0＞ （滿足規(guī)范要求）滑動穩(wěn)定檢算：PxKc=《橋規(guī)》規(guī)定，基底土為硬質(zhì)黏土，10158321Kc= = 故 K＞ （滿足規(guī)范要求）五 支座設(shè)計支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分，其作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的支承反力傳遞給墩臺，并保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載作用下能滿足設(shè)計所要求的變形。為此，要求橋梁支座必須具有足夠的承載能力，對設(shè)計要求的變形的約束應(yīng)盡可能的小，同時便于安裝、養(yǎng)護(hù)、維修甚至進(jìn)行更換。（一）、支座類型的比選由于支座一般為標(biāo)準(zhǔn)的定型產(chǎn)品，一般不做支座的設(shè)計及檢算，僅根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特點及該地區(qū)的氣候條件、地震烈度等條件選用適當(dāng)?shù)闹ё愋?。隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鐵路橋梁支座逐漸較多地采用鋼支座，工程實踐證明，采用衡水生產(chǎn)的圓柱面鋼支座承載力高，抗震能力強。其特點為：支座通過球面?zhèn)髁?，因而作用到支承混凝土上的反力較均勻；各個方向的轉(zhuǎn)動性能一致；支座不再利用橡膠板承壓，不存在橡膠老化和變脆等對支座轉(zhuǎn)動性能的影響，特別適用于低溫寒冷地區(qū)；該支座便于安裝，其外部有橡膠密封圈和防塵罩，因此平時不需要特別的養(yǎng)護(hù)維修，其使用壽命較長；其抗震能力較強，一般可抵抗8級地震烈度?；谝陨蠄A柱面鋼支座特點及本設(shè)計的具體情況，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較最終確認(rèn)本設(shè)計選用YZM250型鋼支座。（二）、支座組成圓柱面鋼支座主要由下支座凹板、球冠襯板、上支座滑板、聚四氟乙烯滑板（平面和球面各一塊）、橡膠密封圈和防塵罩等部件組成。（三）、支座工作原理其水平位移原理與盆式橡膠支座相同，靠上支座板和平面聚四氟乙烯板之間的滑動實現(xiàn)的，但轉(zhuǎn)動位移則與盆式橡膠支座的原理不同，它是靠球形板和球面聚四氟乙烯板之間的滑動實現(xiàn)的。（四）、支座強度檢算 由于圓柱面鋼支座為標(biāo)準(zhǔn)的定型產(chǎn)品，其強度滿足鐵路有關(guān)規(guī)范及國標(biāo)要求，因此本設(shè)計不再進(jìn)行支座的強度檢算。參考文獻(xiàn)《橋梁工程》………………中南大學(xué) 裘伯永、盛興旺等主編《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》…………西南交通大學(xué) 黃堂、王效通主編《結(jié)構(gòu)力學(xué)》上冊…………李廉錕主編《土力學(xué)》…………………西南交通大學(xué) 劉成宇主編《鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范》……——《專橋1001》………………道碴橋面低高度鋼筋砼梁54