承台的受力验算与探讨

摘要：运用力学的分析方法，介绍承台的设计和分析的计算方法。桥梁建设中有很多高桩承台，我国在桩基承台的计算，在相关规范中也做了相关的规定。本文紧跟规范，对承台的设计计算，通过某特大桥的桩基承台进行计算，通过本文使得大家可以更好地学习规范。

关键字：承台；撑杆-系杆体系；承载力；冲切

引言

工程建设中，桩基承台基础的设计和验算是设计和施工人员必须掌握的。从理论上，承台的主筋应沿着承台内主应力方向设置，而承台的内力计算和主应力线的绘制较为困难，在这里我们结合某一工程实例，配合规范规定对承台的设计和验算对此能够认识更为深刻。

撑杆-系杆体系，承台正截面抗弯强度计算，有“梁式体系”计算方法和“撑杆-系杆体系”计算方法。“梁式体系”是传统的计算方法，承台呈梁式破坏，挠曲裂缝在平行于墩台的两个边出现，说明承台在两个方向呈梁式承受荷载，而不是呈双向板式承受荷载。考虑到公路桥梁由于有两个方向的水平力和弯矩同时出现，在同一排内各桩竖向力不一，而当水平力和弯矩方向改变，最大竖向力和最小竖向力也随之各自向相反方向变化，所以将一排桩内受力最大的一根桩的竖向力作为全排每桩的计算竖向力。“撑杆-系杆体系”计算方法适用于力的作用点附近和几何形状不连续的区域，即D区（discontinuities）,设计的主要步骤如下：首先要根据结构的情况勾划出D区内的力流并定出压杆、拉杆或支撑面所限界的结点区；第二确定荷载及反力面积的尺寸，使结点区应力小于容许的限值；第三确定桁架模型的几何尺寸，压杆由通过中心线的桁架压杆所代表，拉杆则由通过钢筋重心线的桁架杆件所代表，桁架结点位于压杆、拉杆和作用荷载或反力的交点；第四确定桁架各杆件的力，以及拉杆钢筋所需面积，第五用有效压杆面积计算关键截面的压杆应力，校核压杆和结点区压应力。“撑杆-系杆体系”计算方法，避开了常规材料力学公式对短臂高梁，截面内抗力力臂较一般应变按平面假定为小，抗弯能力随之降低，所以，当外排桩中心距墩台边缘小于或者等于承台高度时，应按“撑杆-系杆体系”计算方法计算承台截面。

1、工程概况

某高速公路特大连续刚构桥，为大跨度预应力混凝土刚构桥，其跨径布设为85+148+85米主桥1、2 号桥墩采用壁厚为0.9 米空心桥墩，横桥向外部尺寸6.5米顺桥向外部尺寸8.0 米。桥墩下设9 根直径1.2米的摩擦桩，桩长15米，承台厚4米，平面尺寸11 . 0×11.0米。

图1 承台示意图