第6章桥梁通使用说明U台计算与绘图

第6章重力式U型桥台计算与绘图

6.1概述

重力式U型桥台计算与绘图模块是专门用来计算Ｕ台内力和应力，并进行强度和稳定验算。通常，计算与绘图配合使用，先拟定好桥台各部尺寸后，选择绘制U型桥台一般构造图，进入AutoCAD调入图形，在屏幕上观察桥台各部尺寸是否合适，是否有填错的数据。当图形各部尺寸无错后，再运行桥台计算程序，验算受力、基底应力及稳定性。然后反复调整桥台尺寸，使其优化。计算结束后，再选择绘图生成图形。考虑到U台的特点，仅对顺桥向进行分析和验算。

重力式U型桥台计算后将输出一份详细的计算书，包括台身各计算截面的几何特性计算、内力计算、偏心距验算、强度验算和基底截面的几何特性计算、应力计算、稳定性验算，以便用户能够进行分析和判断，做出既经济又安全的设计。

重力式U型桥台绘图可用于绘制重力式U型桥台一般构造图、台帽钢筋构造图。

6.2功能

6.2.1验算以下4个截面

程序将对4个截面进行验算。即⑴台身顶截面、⑵台身1/2高截面、⑶台身底截面和⑷基础底截面，各截面的编号分别为：1、2、3、4。当验算基础底截面时，又按三种情况分别验算，A表示台后土压力算至基顶断面位置，B表示台后土压力算至基底截面位置，C表示台后土压力算至基底断面位置并计入浮力。A用于基底应力验算，B、C用于桥台稳定验算。对1、2、3号截面进行偏心距和强度验算，对4号截面进行应力计算和稳定性验算。

6.2.2单项荷载包括以下14种

⑴上部结构重力；⑵下部结构重力；

⑶土的重力；⑷土侧压力；

⑸水的浮力；⑹汽车荷载；

⑺汽车引起台后土压力；⑻人群荷载；

⑼挂车荷载；⑽挂车引起台后土压力；

⑾汽车制动力；⑿温度影响力

⒀支座摩阻力；⒁施工荷载。

6.2.3内力组合包括以下8种

⑴汽车＋人群＋恒载；

⑵汽车＋人群＋恒载＋温度＋支座摩阻力；

⑶汽车＋人群＋恒载＋制动力；

⑷汽车＋人群＋恒载＋温度＋制动力；

⑸汽车＋人群＋恒载＋温度＋支座摩阻力；

⑹验算荷载＋恒载；

⑺未架梁，台后已填土；

⑻施工荷载（含上部）＋下部恒载。

6.2.4布载考虑以下4种

⑴台后布车最不利，桥上无车；

⑵台后布车最不利，桥上按车列布载(可能的话)；

⑶桥上布车最不利，台后无车；

⑷桥上布车最不利，台后按车列布载(可能的话)。

6.2.5设计荷载

⑴人群荷载

⑵汽车荷载：汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车超-20级、汽车城-A级、汽车城-B级或自定义。

⑶验算荷载：履带-50、挂车-80、挂车-100、挂车-120、特挂-160、特挂-220、特挂-300、特挂-420或自定义。

6.2.6计算结果输出表格有8类，它们分别为

⑴截面几何特性；

⑵单项荷载内力；

⑶台身验算结果；

⑷基底内力组合结果；

⑸基底应力计算结果；

⑹基底应力汇总；

⑺基底稳定验算结果；

⑻基底稳定验算汇总。

a. 截面几何特性

该项无条件输出4个截面的几何要素，内容如下：

⑴截面面积；⑵截面惯性矩；

⑶截面形心至河心方向边缘的距离；⑷截面形心至河岸方向边缘的距离；

⑸截面全高；⑹截面全宽；

⑺截面凹进的高度，矩形截面时该值为０。

⑻截面凹进的宽度，矩形截面时该值为０。

b. 单项荷载内力

分别输出每个截面的弯矩(M)、竖直力(N)、水平力(Q)。单项荷载的内容见前述。

c. 台身验算结果

该项无条件输出1、2、3号截面的计算偏心距Ej和容许偏心距(E)，计算强度Nj、Qj和极限强度N、Q。荷载的组合内容见前述。

d. 基底内力组合结果

分别输出4号截面的弯矩(M)、竖直力(N)、水平力(Q)。荷载的组合内容见前述。

e. 基底应力计算结果

输出4号截面A、B、C三种情况河心、河岸方向边缘应力。荷载组合内容见前述。

f. 基底应力汇总

4号截面的应力，内容包括：

河心方向边缘最大应力和最小应力；河岸方向边缘最大应力和最小应力。

g. 基底稳定验算结果

分别输出4号截面A、B、C三种情况的抗倾覆稳定系数和最小抗倾覆稳定系数，以及抗滑动稳定系数和最小抗滑稳定系数。荷载的组合内容见前述。

h. 基底稳定验算汇总

该项无条件输出4号截面的抗倾覆稳定系数和最小抗倾覆稳定系数，以及抗滑动稳定系数和最小抗滑稳定系数。荷载的组合内容见前述。

6.2.7台身制作材料

⑴石料；⑵片石砌体；⑶块石砌体；⑷粗料石砌体；

⑸混凝土预制块砌体；⑹混凝土；⑺片石混凝土砌体。

6.2.8浮力计算

6.2.9基础形式：矩形截面，Ｕ形截面。

6.2.10绘图程序

重力式U型桥台(以下简称U台)绘图程序，是专门用来绘制U台的一般构造图。它与U台设计程序配合应用，使得整个U台的设计工作计算机自动化。程序的主要功能综述如下：

1、正交或任意斜交U台均可绘制。

2、基础截面可采用矩型或U型或L型，基础阶数为1～3阶。

3、U台前墙两侧的坡度可为直墙或斜坡，也可在U台内侧设置齿形放置桥头搭板。

4、单向坡或双向坡。

5、计算并绘制U台的圬工数量表。包括：

⑴台帽体积；⑵背墙体积；⑶侧墙上体积；

⑷台身体积；⑸侧墙下体积；⑹基础体积。

6、绘图的比例既可以由用户输入，也可程序自动计算。

6.3计算说明

6.3.1设计规范及标准