【桥涵工程(第三版)—郭发忠】第四章桥梁墩台(3-1)墩台计算解析
桥梁墩台的计算
汽车荷载的制动力是桥梁墩台承受的主要纵向水平力之一, 当汽车荷载在桥上制动或减速时,在车轮与桥面之间产生相互 作用力,此时桥面受到方向与车辆行进方向相同的力,即称制 动力,制动力可按公路桥涵设计规范中有关规定计算。在计算 梁式桥墩台时,制动力可移至支座中心(铰或滚轴中心)或滑 动 、流支水座压、力橡及胶冰压支力座、摆动支座的底座面上。
荷载,在墩台设计计算时要进行抗震验算和必要的防护构造措施设计。
(二)荷载组合
桥梁墩台计算时,预先很难确定那一种荷载组合最不利。通常需 要对各种可能的荷载进行组合计算,满足各种不同的要求。在墩台的 计算中,尚需考虑按顺桥向(与行车的方向平行)和横桥向分别进行, 故在荷载组合时也需按纵向及横向分别计算。
作用在桥墩上的流水压力,可按公路桥涵设计规范的有关规定计算。 流水压力的合力作用点,假定在设计水位以下水深处,即假定河底的流速 为零,作用力的分布呈倒三角形。
严寒地区位于有冰棱河流或水库中的桥梁墩台,应根据当地冰棱的具 体情况及墩台形状计算冰压力。冰压力有竖向和水平向作用力,主要是水 平向作用力。竖向力是由冰层水位升降而对桥梁墩台产生的作用;水平向 作用力包括因风和水流作用于大面积冰层而产生的静压力、冰堆整体推移 产生的静压力、、河流流冰产生的动压力等。
节桥梁墩台的计算
一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合
永久荷载: 恒载、土重和侧向土压力、预应力(组合式桥墩)、混凝 土收缩及徐变的影响力、水的浮力;
基本可变荷载: 汽车荷载、汽车冲击力、离心力、汽车荷载引起的
荷
侧向土压力、人群荷载、挂车或履带车荷载及其引
载
起的土侧压力;
其它可变荷载: 其它可变荷载有风力、汽车制动力、流水压力、冰压
【2019年整理】桥梁墩台的计算
1 eo 2 1 1 1.33( ) rw
2
墩台整体稳定验算
抗倾覆稳定验算 M K1 稳 K 01 M倾
桥台 桥台的荷载组合方法和桥墩相似,也须针对验算项目及验算截面的位置 按公路桥涵设计规范进行可能的荷载组合。由于活载可以布置在桥跨结构上, 也可布置在台后,在确定荷载最不利组合时,下列几种加载情况可作参考
1)在桥跨结构上布置车辆荷载,温度下降,制动力(向桥孔方向),并考 虑台后土侧压力(考虑最大弯矩组合); 2)在台后破坏棱体上布置车辆荷载,温度下降,并考虑台后土侧压力(考虑 最大水平力与最大反向弯矩组合); 3)在桥跨结构上和台后破坏棱体上都布置车辆荷载(当桥台尺寸较大时, 还要考虑在桥跨结构上、台后破坏棱体上和桥台上同时都布置活载的情 况),温度下降,制动力(向桥孔方向),并考虑台后土侧压力(考虑最 大竖向力组合)。
M 稳 y1P 1
M 倾=P i ei Ti hi
抗滑移稳定验算
K2 f P K 02 H
f
基础底面与地基土之间的摩擦系数, 其值为0.25~0.7,可根据土质情况 参照<<公路桥涵地基与基础设计规 范>>采用;
在墩台抗倾覆、抗滑移稳定性验算时,应分别按最高设计水位和最低水 位的不同浮力进行组合。
在最不利的内力组合之后,按钢筋混凝土偏心受压构件,先配筋再作 验算。
Rd 结构抗力效应函数;
m 材料或砌体的安全系数,按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规范 >>表 3.0.1-2 采用;
【桥涵工程(第三版)—郭发忠】第七章桥梁施工(4-3)桥涵墩台工程施工
学习目标
• • • • 1、认知圬工墩台施工方法; 2、认知圬工墩台施工的工序、工艺和质量控制措施与要求。 3、认知墩台施工的安全保障措施要求; 4、掌握项目施工内业资料的编制方法。
学习主要内容
• 现浇混凝土墩台的施工;石砌墩台施工;墩台帽施工;台背 回填与防排水。
墩台施工
二、石砌墩台施工
1.石料、砂浆与脚手架
• 石砌桥墩台是用片石、块石及粗料石以水泥砂浆砌筑的,石料与砂浆的规格
要符合有关规定。浆砌片石一般适用于高度小于6m的桥墩身、基础、镶面 以及各式墩身填腹;浆砌粗料石则用于磨耗及冲击严重的分水体及破冰体的 镶面工程以及有整齐美观要求的桥墩。 • 将石料吊运并安砌到正确位置是砌石工程中比较困难的工序。当质量小或距 地面不高时,可用简单的马凳跳板直接运送;当质量较大或距地面较高时, 可采用固定式动臂吊机或桅杆式吊机或井式吊机,将材料运到桥墩台上,然
2.混凝土浇筑施工要点 • 墩台身混凝土施工前,应将基础顶面冲洗干净,凿除表面浮浆,整修连接钢
筋。灌注混凝土时,应经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸
,确保位置正确,不发生变形。混凝土施工中,应切实保证混凝土的配合比 、水灰比和坍落度等技术性能指标满足规范要求。 1)混凝土的运送 • 墩台混凝土的水平与垂直运输相互配合方式与适用条件可参照表5-3选用。如 混凝土数量大,浇筑捣固速度快时,可采用混凝土皮带运输机或混凝土输送 泵。运输带速度应不大于1.0~12m/s。其最大倾斜角:当混凝土坍落度
在安装墩台帽模板时,安装好预留孔模板,在绑扎钢筋时注意将锚栓
孔位置留出。此法安装支座施工方便,支座垫板位置准确。
墩台施工
4.石砌桥台台帽施工 1)支架搭设与底板立模 • 台帽立模支架搭设时先检查和处理原地面,支脚部位要做夯实处理,必要时浇混凝土 垫块或铺设道木,以提高地基承载力,尽可能减少沉降。立模支架采用建筑钢管或门 式支架,也可采用贝雷片,采用柱木支架时要选用材质良好的木质,并要确保足够的 支架数量。支架横梁采用工字钢或槽钢,模板与支架横向固定采用底板高程调整用的 优质木楔,底板高程确定要高出设计高程1.0cm,以抵消支架的弹性变形。支架搭设 要确保强度和整体稳定性,加固要到位,严防施工中出现地质下沉、支承变形或整体 移位情况。 2)绑扎钢筋 • 台帽钢筋绑扎安装前要在底模上准确放出台帽轴线和钢筋边缘位置,骨架筋要在地面 钢筋加工场地焊接完成,安装时用吊车逐片吊装,台帽钢筋整体安装遵循先骨架后箍 筋的原则,并确保钢筋焊接牢固,位置准确,整体稳定,同时要确保混凝土保护层厚 度。 混凝土浇筑和养生按照相关规范的规定执行。
桥梁墩台的计算
12.2桥梁墩台的计算12.2.1 重力式桥墩1.作用(荷载)及其组合在第一章总论里,已经对公路桥涵设计所用的作用(荷载)及其组合作了详细介绍,本节仅结合桥墩计算所应考虑的内容予以阐述。
桥墩计算中考虑的永久作用为:·上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力,包括上部构造混凝土收缩及徐变作用;·桥墩自重,包括在基础襟边上的土重;·预加力,例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预加力;·基础变位作用,对于奠基于非岩石地基上的超静定结构,应当考虑由于地基压密等引起的支座长期变位的影响,并根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附加内力;·水的浮力,基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台,当验算稳定时,应考虑设计水位的浮力;当验算地基应力时,可仅考虑低水位的浮力,或不考虑水的浮力。
基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。
作用在桩基承台底面的浮力,应考虑全部底面积。
对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者,不应考虑桩的浮力,在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。
当不能确定地基是否透水时,应以透水或不透水两种情况与其他作用组合,取其最不利者。
桥墩计算中考虑的可变作用为:·作用在上部结构的车道荷载,对于钢筋混凝土柱式墩台应计入冲击力,对于重力式墩台则不计冲击力;·人群荷载;·作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力;·车道荷载制动力;·作用在墩身上的流水压力;·作用在墩身上的冰压力;·上部结构因温度变化对桥墩产生的附加力;·支座摩阻力。
作用于桥墩上的偶然作用为:·地震作用;·作用在墩身上的船只或漂浮物的撞击作用。
上述各种作用的计算方法可参见第一章相关内容和《桥规》(JTG D60)有关条文。
重力式桥墩的作用效应组合主要与墩身所要验算的内容有关,例如,墩身截面的强度和偏心的验算,整个桥墩的纵向及横向稳定性验算等。
《桥梁墩台-计算》课件
墩台设计流程
需求分析
明确墩台设计的目标、要求和使用条件。
方案设计
根据需求分析,进行多方案比较和选择。
详细设计
对选定的方案进行详细的结构设计,包括尺寸、材料、连接方式等。
施工图设计
完成施工图纸绘制,明确施工要求和技术标准。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03计算是指对桥梁墩台在静止状态下所承受的荷载进行计算,包括 恒载和活载。
02
恒载是指在桥梁结构中永久存在的荷载,如桥面铺装、栏杆、防撞设 施等。
03
活载是指在桥梁使用过程中可能出现的临时荷载,如车辆、人群等。
04
静载计算需要考虑不同工况下的荷载组合,以确保桥梁墩台的安全性 和稳定性。
3
有限元分析法
利用有限元模型,模拟结构的抗震性能并进行优 化设计。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
桥梁墩台施工计算
施工方法选择
施工方法选择
根据桥梁墩台的结构形式、规模和施工环境等因素,选择合适的施 工方法,如常规施工法、预制拼装施工法等。
施工方法比较
比较不同施工方法的优缺点,评估其对工程进度、质量、安全和成 本等方面的影响,为决策提供依据。
动载计算
01 02 03 04
动载计算是指对桥梁墩台在动态状态下所承受的荷载进行计算,包括 车辆振动、风振等。
车辆振动是指车辆通过桥梁时产生的振动,需要考虑不同类型车辆对 桥梁墩台的影响。
风振是指风力作用在桥梁结构上产生的振动,需要考虑风速、风向等 因素对桥梁墩台的影响。
动载计算需要考虑动态效应对桥梁墩台的影响,以确保桥梁的安全性 和耐久性。
《桥梁墩台计算》课件
目 录
• 引言 • 桥梁墩台基础知识 • 桥梁墩台计算方法 • 桥梁墩台计算实例 • 桥梁墩台计算软件介绍 • 课程总结与展望
01 引言
课程背景
桥梁工程发展
随着交通基础设施建设的快速发 展,桥梁工程在交通运输中占据 重要地位,墩台作为桥梁的重要 组成部分,其计算与设计至关重
讲解了墩台的构造形式、设计原则和设计 流程,以及墩台与基础、桥跨结构的连接 方式。
桥梁墩台的计算实例
桥梁墩台的加固与改造
通过具体的工程实例,演示了墩台计算的 实际操作过程,包括数据采集、模型建立 、计算分析和结果评价。
介绍了墩台加固和改造的基本原则、常用 方法和技术要点,以及加固改造后的检测 与评估。
05
04
加强实践操作
通过实践操作,提高解决实际问题的 能力,并能够进行简单的工程设计和 评估。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
要。
技术更新换代
随着科技的不断进步,桥梁墩台 的计算方法也在不断更新和完善 ,掌握最新的计算技术对于提高 桥梁设计的安全性和经济性具有
重要意义。
人才培养需求
为了满足桥梁工程建设的人才需 求,培养具备扎实墩台计算能力 的专业人才成为当务之急,本课 程旨在提高学生解决实际问题的
能力。
课程目标
掌握桥梁墩台的基本计算原理和方法
承受轴向压力
详细描述
拱桥的墩台主要承受轴向压力,因此需要计算墩台的抗压承载能力。同时,拱座处的墩台还需要承受 拱推力和水平荷载,需要进行特殊处理。
某斜拉桥墩台计算实例
总结词
承受拉力和剪力
VS
详细描述
斜拉桥的墩台除了承受竖向压力外,还需 要承受斜索的拉力和水平索的剪力。计算 时需要分别对墩台的竖向承载能力、抗拉 能力和抗剪能力进行评估。
【桥涵工程(第三版)—郭发忠】第四章桥梁墩台(3-2)墩台类型与构造特点
梁式桥桥墩
(1)墩帽
墩帽直接支承桥跨结构,并将相邻两孔桥上的结构重力、汽车荷
载和人群荷载传到墩身上。由于它受到支座传来集中力作用,所以要 求它具有足够的强度和厚度。其最小厚度一般不小于500mm,中小跨
径梁桥也不应小于400mm。
墩帽的平面尺寸应考虑上部结构形式、支座布置情况、架设上部结 构施工方法的要求而决定。一般可按下式确定:
梁式桥桥墩
2.钢筋混凝土薄壁桥墩
钢筋混凝土薄壁墩可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。前者墩身重量 较轻,可节约圬工材料,适用于工程地质条件较差时的简支梁桥;后者适用 于墩梁固结的连续刚构桥。
梁式桥桥墩
3.V形桥墩和Y形桥墩 V形和Y形桥墩具有优美的外形,它能增加上部结构的跨径,减少桥墩数目, 但施工比较复杂,需设置临时墩和用钢脚手架来支承斜臂的重力。
梁式桥桥墩
4.柱式桥墩和桩柱式桥墩 柱式桥墩和桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽, 当采用桩基础时,还须在桩顶设置承台或横系梁,使各桩共同受力,并通过 它使柱与桩相连。桩柱式桥墩一般分为两部分,在地面以上(或柱桩连接处 以上)称为柱,在地面以下称为桩。
桥墩类型与构造特点
主要包括:桥墩的作用、类型及其适用条件;常用桥墩的构造组成及构造要求。 • 桥墩的作用:桥墩(pier)是指在两孔及两孔以上桥梁的中间支承结构,
是桥梁的重要组成部分,它决定着桥跨结构在平面上和高程上的位置,除承受
桥跨结构的荷重外,还要承受流水压力,水面以上的风力以及可能出现的流冰 压力、船只或漂浮物或汽车的撞击作用,并将荷载传递给地基。 • 桥墩的类型: 1、梁式桥桥墩主要分为五大类:重力式实体桥墩,钢筋混凝土薄壁墩,V形桥 墩和Y形桥墩,柱式桥墩和桩柱式桥墩,柔性排架桩墩 。 2、拱桥桥墩主要分为三大类:重力式实体桥墩,柱式桥墩和桩柱式桥墩,单向 推力墩。
桥梁墩台的计算课件
检测特点
采用无损检测技术,如超声波 检测、射线检测等,对墩台进 行全面检测,评估其结构性能 和安全性。
计算内容
根据检测结果,对墩台的强度 、刚度和稳定性进行评估,预 测结构的剩余寿命和安全性能
。
06
总结与展望
课程总结
墩台计算原理
介绍了桥梁墩台的基本计算原理,包括静力平衡和弹性力学方法 。
某铁路桥的墩台施工
01 02 03 04
桥梁类型:混凝土梁桥
墩台类型:钢筋混凝土墩台
施工特点:采用预制构件和现场浇筑相结合的方式,充分考虑施工工 艺和现场条件,确保施工质量和安全。
计算内容:墩台承受的列车荷载、风载等,以及墩台本身的强度、刚 度和稳定性。
某立交桥的墩台检测
桥梁类型
钢筋混凝土梁桥
墩台类型
不同类型墩台的计算
针对不同类型墩台,如重力式、桩柱式、框架式等,详细阐述了各 自的计算方法和步骤。
计算软件的应用
介绍了常用的桥梁墩台计算软件,如AutoCAD、Revit等,并说明 了如何利用这些软件进行建模、分析和出图。
研究展望
新型墩台结构的研究
探讨了新型墩台结构的发展趋势和研究方向,如绿色环保、轻质高 强、多功能性等。
第二节
桥梁墩台的施工规范和标 准
课程安排
第四章
案例分析和实战演练
第一节
实际案例分析
第二节
实战演练和问题解答
02
桥梁墩台的基本知识
桥梁墩台的构造
桥梁墩台基础
桥梁墩台基础包括桩基、扩大基 础、地下连续墙等,根据地质条 件和荷载情况选择合适的基础形
式。
桥墩形式
根据桥梁类型和荷载情况,选择合 适的桥墩形式,如重力式桥墩、轻 型桥墩等。
桥梁墩台的计算
配筋验算
盖梁的配筋验算方法与钢筋混凝土梁配筋类同,根据弯矩包络图配 置受弯钢筋,根据剪力包络图配置斜筋和箍筋。在配筋时,还应计算各 控制截面扭矩所需要的箍筋及纵向钢筋。
2、墩台柱的计算 外力计算
桥墩桩柱的恒载有上部结构的恒载反力、盖梁的重量,以及桩柱的自 重;桩柱承受的活载按设计荷载进行不利加载计算,最后经恒载、活载等 组合,可求得最不利的荷载。桥墩的水平力有支座摩阻力和汽车制动力等。 桥台桩柱(包括双片墙式台身)除上述各力之外还有台后土压力、活 载引起的水平土压力及溜坡的主动土压力等。土压力的计算宽度及溜坡主 动土压力的计算方法,见第二节和<<公路桥涵设计通用规范>>的有关规定。 内力计算 配筋计算
3、墩台顶水平位移计算 水平位移的规定 对于高度超过20的重力式墩台及轻型墩台,应验算顶端水平方向的弹 性位移,并使其符合规定要求。墩台顶面水平位移的容许极限值为
y 0.5 L
(二)、柱式桥墩的计算 1、盖梁的计算 计算图式 外力计算 内力计算 配筋验算
计算模式 桩柱式墩台通常按钢筋混凝土构件设计。在构造上,桩柱的钢筋 伸入盖梁内,与盖梁的钢筋绑扎成整体,因此盖梁与桩柱刚结呈刚架结 构。双柱式墩台,当盖梁的刚度与桩柱的线刚度比大于5时,为简化计 算可以忽略节点不均衡弯矩的分配及传递,一般可按简支梁或悬臂梁进 行计算和配筋,多根桩柱的盖梁可按连续梁计算,当盖梁计算跨径与梁 高之比,对简支梁小于2,对连续梁小于2.5时,应按<<公路钢筋混凝土 及预应力混凝土桥涵设计规范>>附录六作为深梁计算。当线刚度比小于 5时,或桥墩承受较大横向力时,盖梁应作为横向刚架的一部分予以验 算。 外力计算 作用在盖梁上的外力主要考虑上部结构恒载支反力、盖梁自重及活 载。最不利活载加载,首先可根据所计算盖梁处上部结构支反力影响线 确定活载最大支反力,其次是根据盖梁内力影响线决定活载最不利横向 布置。 盖梁在施工过程中,荷载的不对称性很大,各截面将产生较大的内 力,因此应根据当时的架桥施工方案,作出最不利荷载工况。 构件吊装时,视具体情况,构件重力应乘以动力系数1.2或0.85。
《市政桥涵工程施工与养护》第四章
项目 4 桥梁墩台与桥梁支座施工
22
任务4.1 桥梁墩台施工
4.1.1 桥梁墩台构造
(3)混凝土的浇筑要求。 为了防止桥梁墩台基础第一层混凝土中的水分被基底吸收或基底水分渗入混凝土中,对基底的处理除应符合明挖 地基处理的有关规定外,还应注意的是:① 如果基底为非黏性土或干土,应将其润湿;② 如果基底为湿土,应在基 底设计标高以下填夯一层10~15 cm的厚片石或碎(卵)石;③ 如果基底为岩石,应先润湿,然后铺一层2~3 cm厚的 水泥砂浆,并在水泥砂浆凝结前浇筑第一层混凝土。 桥梁墩(台)身钢筋的绑扎应和混凝土的浇筑配合进行。配置第一层垂直钢筋时,应选用不同长度的钢筋,同一 断面的钢筋接头数应符合施工规范的要求,水平钢筋接头也应内外、上下相互错开。钢筋保护层的净厚度应符合设计 要求。若设计无要求,则墩身受力钢筋的净保护层不小于30 cm,承台基础受力钢筋的净保护层不小于35 cm。墩身混 凝土应一次连续浇筑,否则应按施工规范的要求处理好连接缝。墩(台)身混凝土达到终凝状态前不得泡水。 工程施工中通常将墩帽或台帽统称为盖梁,当盖梁为悬臂梁时,混凝土浇筑应从悬臂端开始。预应力钢筋混凝土 盖梁拆除底模的时间应符合设计要求,若设计无要求,则在预应力孔道的压浆强度达到设计强度后,方可拆除底模。
常用墩台模板的类型如表4-1常用墩台模板的类型所示。 (详情见教材)
项目 4 桥梁墩台与桥梁支座施工
18
任务4.1 桥梁墩台施工
4.1.2 桥梁墩台施工
在墩台模板的制作与安装过程中,应注意以下几点。
(1)应保证结构模板各部分的形状、尺寸准确,构造简单。 (2)模板应便于制作、安装与拆卸,施工时使用方便,保证安全。 (3)模板具有一定的强度、刚度和稳定性,能够承受混凝土的重力和侧压力及施工过程中可能出现的荷载和振动等。 (4)模板板面平整、光滑,接缝严密不漏浆。 (5)尽可能采用组合钢模板或大模板,以节约木材,提高模板的适应性和周转率。 (6)模板结构还应便于钢筋的布置和混凝土的浇筑,必要时还应在适当位置安设活动挡板或窗口。对于重要结构的模 板,应对模板进行设计。 (7)支撑模板的支柱和其他构件除应便于安装和拆卸外,还应能多次重复使用。 (8)模板安装前应进行尺寸检查,安装时要坚实牢固,以免振捣混凝土时引起跑模漏浆。模板安装位置要符合结构设 计要求。
§12.2 桥梁墩台的计算
Mt Mr M Qk M gk E N gk H gk H FbkH t H Qk H gk H r G N Qk N Fbk Q a) E G
Mt Mr M gk N gk H gk H t H gk H r
Q b)
思考题
(1)梁桥桥墩有哪几种类型,各自的适用范围是什么? (2)梁桥台有哪几种类型,各自的适用范围是什么? (3)拱桥桥墩有哪几种类型,各自的适用范围是什么? (4)拱桥桥台有哪几种类型,各自的适用范围是什么? (5)梁桥重力式桥墩荷载不利布置方式有哪种? (6)与梁桥相比,拱桥重力式桥墩的荷载组合有哪些不 同? (7)重力式桥墩验算有哪些内容? (8)梁桥重力式桥台荷载不利布置方式有哪几种? (9)双柱式盖梁的计算要点是什么?
O
M稳 xΣFi x K0 = = = ≥ K 01 M 倾 Σ( Fi ei ) + Σ( H i hi ) e0
H2
Fi e0 b/2
2)滑动稳定性验算。
抵抗滑动的稳定系数:
A
Kc =
µ f ΣFi
ΣH i
≥ K 02
A
R c
O
x
注意:在墩台抗倾覆、抗滑移稳定性验算时, 应分别按最高设计水位和最低水位的不同浮力 进行组合。
H
G
c )
b )
(2)拱桥重力式桥墩
¡顺桥向的作用及其效应组合。 普通桥墩:为相邻两孔的永久作用,在一 孔或跨径较大的一孔满布可变作用的一种或几 种,并计及由此对桥墩产生不平衡水平推力、 竖向力和弯矩。 单向推力墩:只考虑相邻两孔中跨径较大 一孔的永久荷载作用力。
¡横桥向的作用及其效应组合。 对于公路桥梁,横桥方向的受力验算一般不控制设计。
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桥墩计算
2)拱桥桥墩计算作用布置与作用效应组合 (1)作用布置
• ①第一种作用布置是根据桥墩各截面上产生最大竖向反力进行布置。即除结构重力外 ,相邻两孔都布满汽车和人群荷载,车道荷载中的集中力布置在桥墩截面重心处,同 时还可能作用着其它纵向作用,如制动力、温度作用、纵向风力、拱圈材料收缩作用 和船只撞击或汽车撞击作用等,是用来验算顺桥向墩身强度和偏心、地基承载力和偏
桥墩计算
2)可变作用
• (1)汽车荷载,人群荷载。
•
• • • • •
(2)汽车冲击力,对钢筋混凝土柱式)离心力,对弯道半径小于或等于250m的弯桥桥墩应计入离心力。 (4)作用在上部结构和墩身上的纵横向风力。 (5)汽车荷载的制动力。 (6)作用在墩身上的流水压力。 (7)作用在墩身上的流冰压力。
在结构设计上,在满足构造和工艺方面要求的前提下, 应按照承载能力极限状态和正常使用极限状态进行。
桥墩计算
1.桥墩上的作用
1) 永久作用 (1)结构重力,包括主梁、桥面铺装、人行道、灯柱、护栏及其它附属物 重力对墩帽或拱座产生的支承反力,以及桥墩自身的重力(包括基础 台阶上土的重力)。
桥墩计算
学习目标
1、认知桥墩和基础设计的基本要求;
2、掌握作用于桥墩和基础的荷载计算及其组合方法; 3、掌握实体桥墩与扩大基础的尺寸拟定、承载能力计算 及 稳定性验算的方法; 4、认知桩柱式桥墩的计算要点; 5、能根据设计资料绘制桥墩与基础的结构设计图。
桥墩计算
•
④考虑地震的作用。
(2)纵桥向作用效应组合
• • • • ①上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力。 ②上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载。 ③上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载+纵向风力+支座摩 阻力(或制动力+温度作用)其中:支座摩阻力与制动力或温度作用取小者进行组合。 ④上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载+船只或漂浮物撞 击作用或汽车撞击作用。
(2)上部结构混凝土收缩及徐变作用。
(3) 土侧压力(指土体自重作用下的土侧压力)。 (4) 基础变位作用,对超静定结构,基础的任何变位都将对桥墩产生附 加内力,这种附加内力只与结构本身和基础变位大小有关。 (5)水的浮力(计算时按《桥规》JTG D60-2004中4.2.4之规定采用)。
1)梁桥桥墩计算作用布置与作用效应组合
(1)纵桥向作用布置
①第一种作用布置是根据桥墩各截面上产生最大竖向反力进行布置。即除结构
重力外,相邻两孔都布满汽车和人群荷载,车道荷载中的集中力布置在桥墩 截面重心处,同时还可能作用着其它纵向作用,如制动力和支座摩阻力、纵 向风力和船只撞击作用等(图a),是用来验算顺桥向墩身强度和地基承载力。
心。
• ②第二种作用布置是根据桥墩各截面可能产生最大偏心距和最大弯矩时的情况进行布 置。即除结构重力外,只在一孔布置汽车和人群荷载,若为不等跨时,则在较大跨径 的一孔布置汽车和人群荷载,车道荷载中的集中力应布置在拱脚弯矩影响线竖标最大 值处,同时还可能作用着其它纵向作用,如制动力、温度作用、纵向风力、拱圈材料 收缩作用和船只撞击作用等,是用来验算顺桥向墩身强度和偏心、基底应力和偏心距 以及桥墩稳定性。 ③施工阶段各种可能的荷载作用状况。 ④考虑地震作用的状况。
桥墩计算
• ②第二种作用布置是根据桥墩各截面可能产生最大偏心距和最大弯矩时的情况进行布
置。即除结构重力外,只在一孔布置汽车和人群荷载,若为不等跨时,则在较大跨径
的一孔布置汽车和人群荷载,同时还可能作用其他纵向作用,如制动力和支座摩阻力
、纵向风力和船只撞击作用等(图b),是用来验算顺桥向墩身强度和偏心、基底应力 和偏心以及桥墩的稳定性。 • ③施工阶段各种可能的作用。
桥墩计算
2.作用效应组合
在所有桥墩的计算作用中,不同桥梁出现的作用种类和大小不同,不同作用
之间的组合效应也不同,选择什么样的作用效应组合主要与所计算的对象有 关。桥墩计算一般需验算墩身截面强度、作用在墩身截面上的合力偏心距, 基底应力及偏心距以及桥墩的稳定性等。应根据可能出现的各种作用情况, 进行最不利的作用效应组合。
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(8)温度作用,主要指上部结构受温度变化发生伸缩而对桥墩产生的水平力。
(9)支座摩阻力。
桥墩计算
3)偶然作用
(1)地震作用,地震动峰值加速度等于0.10g、0.15g、
0.20g、0.30g地区的公路桥涵,应进行抗震设计; (2)船只或漂流物或汽车的撞击作用。位于通航河流或有 漂浮物的河流中的桥墩,设计时应考虑船只或漂浮物的撞 击作用。位于城市立交或高架桥的桥墩,设计时应考虑汽 车的撞击作用。 (3)施工荷载
桥墩计算
桥墩计算
(3)横桥向作用布置
• 根据在垂直于行车方向桥墩各截面产生最大偏心弯矩时的情况进行布置。即除结构重
力外,汽车和人群荷载在横桥向偏于一侧布置,同时还可能作用其它横向作用,如横
向风力、流水或流冰压力、船只或漂浮物撞击作用或汽车撞击作用等(图c),是用来 验算横桥向墩身强度和偏心距、基底应力和偏心距以及桥墩的稳定性。
(4)横桥向作用效应组合(以双车道为例)
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①上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+双孔双行汽车荷载+双孔单边人群荷载
+横向风力+水压力或冰压力。 ②上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+双孔单行汽车荷载+双孔单边人群荷载 +横向风力+水压力或冰压力。
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③上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+双孔双行汽车荷载+双孔单边人群荷载
主要内容包括: 桥墩和基础设计的基本要求;作用于桥墩与基础的荷载及 其组合;实体桥墩的截面强度验算、基底应力计算及桥墩 稳定性验算;桩柱式桥墩的计算要点。
一、 作用及其组合
桥墩和基础的设计应符合技术先进、安全可靠、适用 耐久、经济合理以及有利环保的要求。除此以外,还应考
虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。