一字型桥台计算
第一章桥梁墩台构造
在多孔拱桥中,为防止一孔破坏而引起其 它孔的连锁反应,每隔3-5孔应设单向推力墩。
中小跨径拱桥可采用下列形式的 单向推力墩:
(1)普通柱墩加设斜撑及拉杆的单向推力墩
这种单向推力墩是在普通墩柱上对称增设
一对预应力混凝土斜撑(图4-1-13)。
1- 立柱 2- 斜撑
V H 1 2
3- 拉杆(用预应力)
两端倾斜地加筑三角垫层,以使上部结构在桥面 形成排水横坡。
对于大跨径的桥梁,需在墩顶上设置钢筋 混凝土支承垫石(图4-1-2),支座要放置在支承 垫石上。
15~20cm
1
1-支座
2
2-墩帽
图4-1-2 墩帽支撑垫石
顺桥向的墩帽宽度b:
b≥
f
a 2
a 2
2c1
2c2
式中:f ——相邻两跨支座的中心距;
侧墙用以连接路堤并抵挡路堤填土向两侧 的压力,当其尺寸满足规范要求时,可按U形 整体截面验算截面强度,否则按独立挡土墙验 算。
桥台两侧设有锥形护坡,锥形的坡度一般
由纵向(顺路堤方向)为1:1逐渐变至横向为1: 1.5。锥坡的平面形状为1/4椭圆。
锥坡用土夯筑而成,其表面用片石砌筑。锥 坡下缘一般与桥台前墙的下缘相齐。
河床铺砌层
支撑梁
20 20 20
60
支承梁底座(尺寸单位:cm)
5.锚碇板式桥台(锚拉式)
锚碇板结构由锚碇板、立柱、拉杆和挡土板 组成。
挡土结构包括:锚碇板、拉杆、挡土板和立 柱。
(1) 分离式
构造见图,台身与 锚碇板、挡土结构分 离,台身承受桥跨结 构传来的竖向力和水 平力,挡土结构承受 土压力。
5. 柔性排架桩墩
各种桥梁构造图解
各种桥梁构造图解箱型梁桥: (xiang xing liang qiao) box-girder bridge箱梁结构的根本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁,而当主要荷载通过桥上的任何位置时,空心梁的所有各局部(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料,成为薄壁结构,提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室,双室,多室几种。
组合梁桥: (zhu he liang qiao) composite beam bridge 指以梁式桥跨作为根本结构的组合结构桥,既两种以上体系重叠后,整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点一样。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重,构造细节及力复杂。
空腹拱桥: (kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱,横墙或支柱来支撑桥面系,从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
实腹拱桥: (shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面,这种拱桥称为实腹拱桥。
小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。
无铰拱桥: (wu jiao gong qiao) hingless arch bridge 如图,在整个拱上不设铰,属外部三次超静定结构。
由于无铰,结构整体钢度大,构造简单,施工方便,维护费用少,因此在实际中使用最广泛。
但由于超静定次数高,温度变化,材料收缩,结构变形,特别是墩台位移会产生较大附加应力。
混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥: (san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge如图,在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。
属外部静定结构构。
因而温度变化,支座沉陷等不会在拱产生附加应力,故当地质条件不良,可以采用三铰拱,但铰的存在使其构造复杂,施工困难,维护费用高,而且减小了整体刚度降低了抗震能力,因此一般较少使用。
桥墩葵花宝典
第一章桥墩:是指多跨桥梁的中间支承物(左右侧均桥跨结构),它支承上部结构通过支座传来恒、活载,还要承受流水压力、风力、撞击力等桥台:是指桥台两端的支承结构物(一侧为桥跨结构,一侧为桥头引道),连接桥梁与路堤和挡土作用,它承受上部结构传来的恒、活载,还承受土侧压力.基础:是指桥墩、桥台直接与地层接触的最下面部分(1)按埋深分:浅基础,埋深< 5米;深基础:埋深≥5米(2)按受力特点分:刚性扩大基础→浅基础;桩基础、沉井基础------深基础第二章2-1一、梁桥桥墩:重力墩,空心墩,柱式墩,柔性排架墩,刚构墩,薄壁墩二、实体式桥墩(重力式)特点:1、利用自身重量(包括桥跨结构重)平衡外力,而保证桥墩的稳定.2、圬工结构:砖、石、砼结构,不设受力钢筋仅配构造钢筋.3、为了减少圬工体积,墩帽有时设计成悬臂式或托盘式.缺点:圬工体积大,自重和阻水面积大,要求地基土承载力较高适用条件:a较大的大、中型桥梁(跨度大、受支座反力大、增加自重和稳定性)b. 流冰、漂流物较多的河流中,因体积大不怕碰撞.c. 砂石料方便地区,可就地取材.三、柱式墩:构造:墩身为柱,下面配桩或刚性扩大基础,有时采用桩柱一体为桩柱式。
优点:1.轻巧,圬工量小2.必须采用钢筋砼或预应力混凝土,特别是单柱式必须采用预应力混凝土适用条件:桥跨不大于30米,墩高不高于10米情况。
四、柔性排架墩:由柔性桩柱墩(柱式)、主梁和刚性墩台组成的一联或多联的连续铰接刚架体系,既桥梁的上、下部构成一个共同承受外力和变形的整体.将上部结构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传到全桥各柔性墩台或相邻的刚性墩台上,使其整体受力,以减少柔性墩所受到的水平力,从而达到减少墩身截面的目的.五、拱桥桥墩与梁桥桥墩不同之处1.拱是推力结构,它给与桥墩(台)以较大的水平推力.2.桥墩的相对水平位移将给拱肋以较大的附加内力,所以拱桥墩台对地基的要求比静定的梁桥墩台为高.3.梁式桥桥面与支座顶的高差就是承重结构(主梁)的建筑高度,而在上承式或下承式拱桥桥面到拱座之间还有拱上结构的高度,水平力对桥墩产生更大的弯矩。
桥梁下部结构的分类和受力特点
桥梁下部结构分类和受力特点一、桥梁下部结构分类●重力式桥墩、重力式桥台、轻型桥墩、轻型桥台(一)重力式墩、台1.主要特点:●靠自身重量来平衡外力而保持其稳定性●墩、台身比较厚实,可以不用钢筋,用天然石材或片石砼砌筑2.适用:●地基良好的大中型桥梁●流冰、漂流物较多的河流●砂石料方便地区的小桥3.缺点:●圬工体积较大●自重和阻水面积较大4.分类:①桥墩:●普通墩●制动墩:比较厚实,承受单向较大的水平推力,防止出现一侧的拱桥倾坍;及梁桥重力式墩比较,具有拱座等构造设施②桥台:●U型桥台是梁桥和拱桥常用的重力式桥台●适用于:填土高度<8-10m或跨度稍大的桥梁●缺点:桥台体积和自重较大,增加了对地基的要求③注意点:●桥台的两个侧墙之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝●宜使用渗水性较好的土夯填并做好台后排水措施(二)轻型墩、台1.梁桥轻型墩、台(1)梁桥轻型桥墩①钢筋砼薄壁桥墩:●施工简便,外形美观,过水性良好●适用于:地基土软弱地区●需耗费立模的木材和一定数量的钢筋②柱式桥墩:●外形美观●圬工体积少,重量较轻③钻孔桩柱式桥墩:●适合多种场合和各种地质条件●通过增大桩径、桩长、用多排桩加建承台等措施,也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩④柔性排架桥墩:●优点:用料省、修建简便、施工速度快●缺点:用钢量大,使用高度和承载能力受到一定限制●适用于:低浅宽滩河流、通航要求低、流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用(2)梁桥轻型桥台:①设有支撑梁的轻型桥台:●适用于:单跨桥梁,桥孔跨径6-10m,台高<6m②埋置式桥台:●桥台受的土压力小,桥台的体积相应的减少●由于台前护坡是用片石做表面防护的一种永久性设施,存在被洪水冲毁而使台身裸露的可能●设计时需慎重的验算强度和稳定性●分类:后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式●桩柱式桥台:适合于各种土壤地基;适用范围:桥孔跨径8-20m,填土高度3-5m●填土高度>5m,宜采用框架式埋置式桥台③钢筋砼薄壁桥台:●适用于:软弱地基●构造和施工比较复杂,钢筋用量较多④加筋土桥台:●适用于:台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁,台高3-5m2.拱桥轻型桥墩、台(1)拱桥轻型桥墩:①带三角杆件的单向推力墩:●只在桥不太高的旱地上采用②悬臂式单向推力墩:●适用于两铰双曲拱桥(2)拱桥轻型桥台:●适用于:跨径<13m的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况●工作原理:当桥台受到拱的推力后,发生绕基底形心轴向路堤方向的转动,台后土产生抗力平衡拱的推力,从而使桥台的尺寸较小①八字形桥台:●适合于:桥下需要通车或过水的情况②U字型桥台:●适合于:较小跨径桥梁③背撑式桥台:●适合于:较大跨径的高桥和宽桥④靠背式框架桥台:●适合于:非岩石地基上修建拱桥桥台其他形式桥台:①组合式桥台:●适用于:各种地质条件②空腹式桥台:●适用于:软土地基、河床无冲刷或轻微冲刷、水位变化小的河道上③齿槛式桥台:●适用于:软土地基和路堤较低的中小跨径拱桥二、桥梁下部结构的构造特点及受力特点(一)桥梁下部结构的构造特点1.重力式桥墩:(1)梁桥重力式桥墩:●由墩帽、墩身、基础等组成●墩帽要满足支座布置和局部承压的需要(2)拱桥重力式桥墩:●具有拱座等构造设施●制动墩比普通墩尺寸更厚实,能承受单向较大的水平推力,防止倾坍2.重力式桥台(U形桥台):●由台帽、背墙、台身(前墙、侧墙)、基础、锥坡等组成●背墙、前墙、侧墙结合成一体,兼有挡土墙和支撑墙的作用3.梁桥轻型桥墩:(1)钢筋砼薄壁桥墩:●圬工体积小、结构轻巧●比重力式桥墩可节约圬工量70%左右(2)柱式桥墩:●由分离的2根或多根立柱(或桩柱)组成●是公路桥梁中采用较多的桥墩形式之一(3)柔性排架桩墩●由单排或双排的钢筋砼桩及钢筋砼盖梁连接而成●主要特点:可以通过一些构造措施,将上部结构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传递到全桥的各个柔性墩台,或相邻的刚性墩台上,以减少单个柔性墩所受到的水平力,从而达到减小桩墩截面的目的4.梁桥轻型桥台(1)设有支撑梁的轻型桥台:●台身为直立的薄壁墙●台身两侧有翼墙●在两桥台下部设置支撑梁●上部结构及桥台锚栓连接,构成四铰框架(2)埋置式桥台:●台身埋在锥形护坡中●只露出台帽在外以安置支座及上部结构(3)钢筋砼薄壁桥台:●由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成(4)加筋土桥台:●一般由台帽和由竖向面板、拉杆、锚定板、填料共同组合的台身组成5.拱桥轻型桥墩:(1)带三角杆件的单向推力墩:●在普通墩的墩柱上,从两侧对称地增设钢筋砼斜撑和水平拉杆,用来提高抵抗水平推力的能力●为了提高构件的抗裂性,可以采用预应力砼结构(2)悬臂式单向推力墩:●墩柱顶部向两桥跨处伸出悬臂段●当该墩的一侧桥孔遭到破坏,可以通过另一侧拱座上的竖向分力及悬臂长所构成的稳定力矩来平衡拱的水平推力导致的倾覆力矩6.拱桥轻型桥台(1)八字形桥台:●台身由前墙和两侧的八字翼墙构成(2)U字型桥台:●由前墙和平行于行车方向的侧墙组成●桥台侧墙是拱上侧墙的延伸(不同于U形重力式桥台)(3)背撑式桥台:●在八字桥台或U形桥台的前墙背后加一道或几道背撑,稳定性好(4)靠背式框架桥台:●用三角形框架把台帽、前壁、耳墙和设置在不同标高且具有不同斜度的分离式基础连接而成●水平和仰斜的基底能满足施工期间的稳定性,且能合理承受主拱作用力(二)桥梁下部结构的受力特点1.桥梁墩台总的受力特点:●承担桥梁上部结构所产生的荷载●并将荷载有效传递给地基基础●起着承上启下作用2.桥墩受力特点:●桥墩为多跨桥梁中的中间支承结构物●承受上部结构产生的竖向力、水平力、弯矩●自然界的风力、流水压力●偶然发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力3.桥台受力特点:●桥台设置在桥梁两端,除支承桥跨结构外,又是衔接两岸接线路堤的构筑物●既能挡土护岸,又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力4.桥梁墩台的要求:●自身应有足够的强度、刚度、稳定性●对地基的承载能力、沉降量、基础之间的摩阻力也有一定的要求●避免上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移5.桥梁墩台受力计算:受力计算时的荷载及其组合应根据可能出现的各种荷载情况进行最不利的荷载组合。
桥台施工方法
桥台施工方法桥台为一字型大体积钢筋碎结构,碎浇筑时严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204》的规定施工。
1桥台施工工艺流程2资源配置2.1主要施工人员2. 2主要施工机械3施工放样采用全站仪放样,确定桥台控制桩。
计算完支镜点坐标后与另一独立点(不参与计算的控制点)进行方位角复核,凡角度不符合者应重新计算,只有复核无误后方可进行桥台控制桩位放样。
桥台施工脚手架采用双排支架搭建,每隔1.2m分上、中、下设置三道斜撑加强排架刚度,斜撑与排架立杆交叉点采用卡扣连接,斜撑加垫50*50*5Cm木垫板,放置牢固,垫板下土基须满足承载要求,必要时采用密排毛石置换,置换厚度不小于50cmo每道斜撑端部均采用固定卡扣连接到模板外侧水平加固钢管上,固定模板。
排架作为前期绑扎钢筋工作平台,模板安装完成后加斜撑加固,后期作为浇筑碎的工作平台。
排架上口采用钢管锁口,用于增强两侧排架整体刚度,形成一个整体,避免模板上口产生位移。
5钢筋制作及安装桥台的钢筋均采用场内加工,运至施工现场绑扎的施工方式。
钢筋制作见《钢筋工程施工方法》。
2.1 主筋预埋筋定位根据施工图钢筋骨架尺寸,用木方按照设计施工图钢筋位置固定。
在扩大基础钢筋及模板定位之后,先将定型木方固定,再按既定位置安装主筋。
保证扩大基础施工后桥台预埋箍筋的尺寸和位置的准确性。
2.2 箍筋绑扎箍筋绑扎时,先搭设好工作架及平台,并采取必要的安全措施。
沿主筋高度方向每间隔2m用定型箍筋套将主筋按图纸尺寸进行定位,使整个桥台主筋形成一个整体。
绑扎定型箍筋套时,注意每根主筋顺直,主筋间距符合规范规定。
6模板制作及安装为保证模板具有足够的强度、刚度,能可靠地承受施工过程中各种荷载,保证结构物的外部尺寸,本工程桥台采用竹胶板加背撑及对拉螺栓结合使用。
桥台模板支撑示意图对拉螺栓加固模板示意图1模板制作桥台模板面板采用厚度为L2cm竹胶板,固定到10*10方木龙骨及顶肋上,主龙骨间距30cm<> 2模板安装模板安装前弹好墩台轴线,模板安装前刷脱模剂,模板拼缝间夹海绵胶带以防漏浆。
1.桥梁结构及技术指标
高速铁路桥隧基本知识
郑州铁路局 张长建
高速铁路桥隧基本知识
内容介绍
一、 高速铁路混凝土箱梁构造及技术要求 二、 高速铁路桥梁技术标准基本知识 三、 高速铁路桥梁施工简介
高速铁路桥隧基本知识
第一节:桥面构造及技术 要求 一、桥面构造及技术要求 (一)桥面构造 高速铁路桥梁无砟桥面结构一般由轨道、作业 通道、遮板、防护墙、梁缝伸缩装置、桥面防 水层和泄水管等组成;有砟桥面还设有梁缝挡 砟板和伸缩缝钢盖板等(如图2-1所示)。
高速铁路桥隧基本知识
图2-2 预应力混凝土简支梁桥和桥上CRTSⅡ型板式轨道基本组成
高速铁路桥隧基本知识
(二)桥面技术要求 有砟桥轨下枕底道砟厚度不小于35cm,以保证轨道的弹性; 直线段和曲线内股不大于45cm,以控制桥梁恒载。 桥面两线路中心线间距按设计速度等级确定(见表2-1)。线路 中心距作业通道栏杆内侧之间的距离宜为4.1m,对250km/h区 段无砟桥面不应小于3.45m,有砟桥面不应小于3.75m。作业 通道宽度不小于0.8m。为了既保证列车脱轨后的安全,桥面设 防护墙,不设护轮轨,有砟轨道防护墙兼作挡砟墙。有砟轨道 线路中心至防护墙内侧净距不小于2.2m,以满足大型养路机械 清筛的空间要求,无砟轨道不小于1.9m。防护墙顶宽一般为 0.2m,顶面高程不低于相邻轨面,且不侵入限界。
高速铁路桥隧基本知识
图2-11 压注式可调盆式橡胶支座示意图
高速铁路桥隧基本知识
高速铁路桥隧基本知识
对于无砟桥面轨道底座板与桥面直接连接,底座板范围以外的桥面 铺设卷材类防水层和保护层。防水层上设厚度不小于6.0cm的纤维 混凝土保护层,保护层沿防护墙弯起高度5.0cm。保护层与防护墙 接缝应采用聚氨酯防水涂料封边,封边高度不小于8.0cm。对于有 砟轨道,全桥铺设防水层和保护层。防护墙间宜铺设卷材类防水层 ,防护墙根部加铺卷材附加层,附加层沿防护墙弯起高度5.0cm, 水平向宽度15cm。防水层上设厚度不小于4.0~6.0cm的纤维混凝土 保护层,保护层与防护墙接缝应采用聚氨酯防水涂料封边,封边高 度不小于8.0cm。保护层纵向每隔4.0m设置宽10mm深20mm的横 向预裂缝,并用聚氨酯防水涂料填实。
简述预制I型梁桥面板模板设计与验算
Construction & Decoration
简述预制 I 型梁桥面板模板设计与验算
郑术锋 中国电建市政建设集团有限公司 天津 300384
摘 要 本文结合巴基斯坦PKM公路项目预制I型梁桥面板模板施工,建立以预制梁马蹄处为支点、钢管支架为核 心的“井”字形模板体系,并进行验算,验算依据规范建立公式进行,验证该方案的技术可行性,以保证模板体系 符合规范并满足施工安全要求。 关键词 I型梁;桥面板;设计;验算
×1.5×26.84=60.399>[N]=30kN 不满足承重要求,故横向间
距调整为1.25m(取中间间距最大值),纵向间距为0.6m,
N=0.6×1.25×26.84=20.13<[N]=30kN,满足要求。 [N]=30kN是依据《建筑施工脚手架实用手册》[3],步距为
1.2m 时,立杆允许荷载Pmax=30kN/根。 (1)梁体纵横向方木的强度和刚度验算
3 模板验算 桥面板模板荷载主要为钢筋混凝土自重,不同跨径I型梁其
上部结构是一样的,可以认为荷载是等值的,而不同跨径预制
梁净距不同。其中20米梁为1.85m,为最大净距,即最不利荷载 20米预制梁进行验算。
3.1 荷载分类及组合
静载:静载主要为梁段混凝土和钢筋自重,以及模板支架
自重,活载:施工荷载,不考虑风荷载影响。 根据路桥施工计算手册要求[1],在梁段自重上增加的荷载
有:砼单位体积的重量26KN/m3,倾倒砼产生的荷载4.0KN/m2, 振捣砼产生的荷载2.0KN/m2,模板和支架产生的荷载2.0KN/m2, 施工人员及施工机具运输或堆放荷载2.5KN/m2。按《建筑施工 扣件式钢管脚手架安全技术规范》[2]5.1.2荷载分项系数取值: 钢筋砼自重1.2、模板及支架自重1.2,其他荷载取1.4。20米半 幅一跨桥面板钢筋20t,混凝土72m3,假定重量全部均匀分布在 支架模板上,梁长按20m计算,宽度1.85米,则模板单位面积荷 载为(72m3×26kN/m)/20m/1.85m/5=10.12kN/m2,面积对应纵向 每延米重量为10.12/1.85=5.47kN/m。
墩台与基础构及墩台计算
③墩身周围应设置适当的通风孔或泄水孔,孔的直径不小 于20cm;墩顶实体段以下应设置带门的过人洞或相应的 检查设备。墩顶实体段厚不小于1.0~2.0m。
(2)拱桥重力式桥墩
视抵御拱桥结构自重水平力的能力,拱桥桥墩分为普
通墩和单向推力墩两种。普通墩一般不承受结构自重水平
墩身迎水面做成圆端形或尖端形,便于水流和漂浮物通过;无 水岸墩或高架桥墩做成矩形;斜交桥梁墩身宜做成圆形;强烈流冰、 泥石流或大量漂浮物河流中的墩身应作镶面;强烈流冰河道(冰厚 大于0.5m,流冰速度大于1m/s)中的桥墩迎水端应做成破冰棱体。
e)
a)
b)
>1.0m 高流冰水位
3:1 ~10:1
低流冰水位
管柱体有钢筋混凝土、预应力混凝土和钢管柱3种。管柱下沉 到位后,以管壁作护筒,在管柱内钻岩成孔,下放钢筋骨架笼,灌 注混凝土,使每根管柱都牢固地嵌固在基岩中。
(7)沉井基础
沉井基础是一种历史悠久的深基础形式。
沉井是一种井筒状结构物,它依靠在井内挖士,借助井体 自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高后,再以混 凝土封底,填塞井孔,构筑井盖,最终形成的一种建筑物深 基础。
①顺桥向的墩帽最小宽度b: ②b横桥f 向 a的 墩2c1帽 2最c2小宽度B:
b f
a c2 c1
5~10
1/10排水坡
15~30
B 两侧主梁间距
支座横向宽度 2c1 2c2
滴水
垫石
圆端形
矩形
支座
15~30
对 20~50 c1
称
B /2
中
线
支座的支承垫石 支座 1:10的排水坡
第五篇 桥梁墩台20-21章
(3)防撞击构造: 在有强烈流冰或大量漂浮物的河流上,桥墩的迎冰面应 设置破冰棱
20.2.1.2空心桥墩 —— 介 于 重 力 式 桥 墩 和 轻 型 桥 墩 之 间 60m 以上的高桥墩绝大部分 都是空心墩。混凝土空 心式桥墩可适用于高度 小 于 50m 的 桥 墩 。 在 通 航、有流冰及漂流物较 多的河流上不宜使用
桩柱式桥墩的计算包括盖梁和桩身两部分。 21.1.3.1盖梁设计
(1)模型
当盖梁与桩柱的线刚度比大于5时,双柱式墩盖梁可 简化为简支梁或双悬臂梁计算和配筋,多柱式墩盖梁可 按连续梁计算; 当刚度比小于5或桥墩承受较大横向力时,盖梁应作 为横向刚架的一部分进行计算。
(2)计算内容
1)作用计算 ①永久作用 ②可变作用 车道荷载及人群荷载横向分布计算,当对称布置时,按 杠杆原理法计算;当非对称布置时,可按偏心压力法(或 铰接板(梁)法、刚接梁法、G-M法等)计算,具体依据 主梁横向分布计算的方法确定。 ③施工吊装荷载 2)作用效应计算3)截面验算及配筋 2.1.3.2墩柱的设计计算 柱墩一般分为刚性和柔性两种。刚性墩计算方法和重力式 桥墩相仿。
21.1.1桥墩计算中的作用
永久荷载:恒载、土重和侧向土压力、混凝土收缩及徐变 的影响力、预应力(组合式桥墩)、基础变位 作用、水的浮力
作 用
可变作用:车道荷载、冲击力(柱式墩台)、离心力、 车道荷载引起的侧向土压力、人群荷载;纵、横向风力、 制动力、流水压力、冰压力、支座摩阻力;在超静定结 构中尚需考虑温度变化的影响力; 偶然作用:地震作用、船只或漂浮物的撞击作用
拉萨河铁路桥——“牦牛腿”造型的主桥桥墩
按照受力和构造特点,公路桥梁上常用的墩台大体可归 纳为两大类: (1)重力式墩台——靠自身重量来平衡外力而保持稳定 材料:天然石材或片石混凝土 适用性:地基良好的大、中型桥梁或流冰、漂浮 物较多的河流中。在砂石料方便的地区,小桥也往往采 用重力式墩台。 (2)轻型墩台——刚度小,借助结构物的整体刚度和材 料强度承受外力 材料:大多用钢筋砼或少筋砼
高程计算使用说明
高程计算程序设计的目的——提高效率
桩位坐标
通过桥梁构造物几何关系来确定其平面 位置(通过简单的作图即可得到)
设计出图 阶段
桥梁高程
通过桥梁构造物几何关系来确定其立面 位置(计算量较大且麻烦,极易出错)
工程数量
纯计算(计算量最大,但相对简单)
高程计算程序简述
1.适用范围
此程序适用于单幅桥、双幅桥,针对常规的公路桥设计, 对于城市立交枢纽桥梁,匝道桥这类,因为缺少测试数据 不知道能否适用。
2.功能介绍
(1)可计算整体式路基,分离式路基,变宽桥。 (2)可识别伸缩缝墩与连续墩。
(3)可识别常见的桥台形式(目前只做了U台,柱式台,肋
板台的识别,一字台也同样适用)。
高程计算程序简述
2.功能介绍
(4)可识别有无盖梁。 (5)可识别双支座形式,如空心板,可做垫石等高程计算, 也可做垫石不等高程计算。 (6)可从梁板厚度的变化来识别L型盖梁。 (7)对于单幅桥,可支持设置盖梁顶部平坡或者与桥面平行, 盖梁底部同样可设置为平坡或者弯折。 (8)支持各个墩台的支座个数变化,墩柱个数变化。 (9)可以算全桥,也可以单独计算某一个或某几个墩台。 (10)单排支座最大值:单端单支座形式最大26个,单端双支 座形式最大52个,单排墩柱最大值:10个。 (11)增加数据自检功能,可自动甄别错误数据,以及与此桥 信息相违背的数据。
高程计算程序简述
1.计算原则(以双幅桥为例):
横向
以中央分隔带边缘处的位置为初始计算点,往下进行推算各个 构件的高程。
高程计算程序简述
1.计算原则:
纵向
以支座中心线的位置为初始计算点,往下进行计算,对于伸缩 缝墩或者过渡墩,以设计高程较低的一侧为初始计算点,以保证较 最小的支撑高度满足设计值。
桥墩桥台的问题及解析
关于桥墩、桥台的问题及解析一、桥墩及桥台的受力解析:桥墩的受力:它承受上部结构传来的竖直力、水平力和弯矩外,还要承受风力、流水压力、波浪力在海洋环境中以及可能发生的冰荷载、船只、排筏或漂浮物的撞击力;桥台的受力:它承受着上部结构传递的竖直力、水平力的同时,还需挡土护岸、承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力;二、桥墩及桥台的分类解析:桥墩的分类1、桥墩类型按力学特点分类1、重力式墩台1梁桥重力式墩:矩形墩、圆端形墩、圆形墩、尖端形桥墩2拱桥重力式墩:普通墩、单向推力墩2、轻型型墩台空心墩、桩柱式桥墩及双柱式桥墩、各式柔性墩2、桥台类型1、重力式桥台:按形状——矩形桥台、U形桥台、T形桥台、耳墙式桥台、矩形埋式及十字埋式等2、轻型桥台:梁式桩柱式、锚定板式桥台拱式八字形、U形桥台、Ⅱ形、E形、靠背式框台、组合式、空腹式、齿槛式、再补充一种形式叫拼装式墩台;三、桥墩及桥台的区别解析:桥梁的支承结构为桥台与桥墩;桥台是桥梁两端桥头的支承结构,是道路与桥梁的连接点;桥墩是多跨桥的中间支承结构,桥台和桥墩都是由台墩帽、台墩身和基础组成;桥墩桥墩一般系指多跨桥梁中的中间支承结构物;它除承受上部结构产生竖向力、水平力和弯矩外,还承受风力、流水压力、及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力;桥台设置在桥梁两端,除了支承桥跨结构外,它又是衔接两岸接线路堤的构筑物;既要能挡土护岸,又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力;因此,桥梁墩台不仅自身应有足够的强度、刚度和稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求,避免在上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移;桥台重力式桥台的类型:重力式桥台依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件的不同,有多种形式;常用的类型有U形桥台,埋置式桥台,八字式和一字式桥台等;重力式桥台在铁路桥上还有T 形桥台,十字形桥台等其它型式;1、U形桥台:U形桥台由台身前墙台帽、基础与两侧的翼墙组成,在平面上呈U字形;U 形桥台构造简单,基础底承压面大,应力较小,但圬工体积大,桥台内的填土容易积水,结冰后冻胀,使桥台结构产生裂缝;2埋置式桥台桥台台身埋置于台前溜坡内,不需另设翼墙,仅由台帽两端的耳墙与路提衔接;图15-2a为直立式埋置桥台;15-2b为后倾式,它使台身重心向后,用以平衡台后填土的倾覆力矩,但倾斜度应适当;埋置式桥台,台身为圬工实体,台帽及耳墙采用钢筋混凝土,当台前溜坡有适当保护不被冲毁时,可考虑溜坡填土的主动土压力;因此,埋置式桥台圬工数量较省,但由于溜坡伸入桥孔,压缩了河道,有时需要增加桥长;它适用于桥头为浅滩,溜坡受冲刷较小,填土高度在10m以下的中等跨径的多跨桥中使用;当地质情况较好时,可将台身挖空成拱形,以节省圬工,减轻自重;轻型桥台1、薄壁轻型桥台薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等,如图所示;在一般情况下,悬臂式桥台的混凝土数量和用钢量较高、撑墙式与箱式的模板用量较高;薄壁桥台的优点与薄壁墩类同,可依据桥台高度,地基强度和土质等因素选定;2、支撑梁轻型桥台单跨或少跨的小跨径桥,在条件许可的情况下,可在轻型桥台之间或台与墩间,设置3~5根支撑梁;支撑梁设在冲刷线或河床铺砌线以下;梁与桥台设置锚固栓钉,使上部结构与支撑梁共同支撑桥台承受台后土压力;此时桥台与支撑梁及上部结构形成四铰框架来受力;3、轻型桥台可采用八字式和一字式翼墙挡土,如地形许可,也可做成耳墙,形成埋置式轻型桥台并设置溜坡;4、框架式桥台一般为双柱式桥台,当桥较宽时,为减少台帽跨度,可采用多柱式,或直接在桩上面建造台帽; 框架式桥台均采用埋置式,台前设置溜坡;为满足桥台与路堤的连接,在台帽上部设置耳墙,必要时在台帽前方两侧设置挡板;5、组合桥台1锚定板式桥台:锚定板式桥台有分离式和结合式两种形式;分离式是台身与锚定板、挡土结构分开,台身主要承受上部结构传来的竖向力和水平力,锚定板设施承受土压力;结合式的锚定板结构与台身结合在一起,台身兼做立柱和挡土板;2过梁式,框架式组合桥台:桥台与挡土墙用梁结合在一起的桥台为过梁式的组合桥台,使桥台与桥墩的受力相同;四、桥台及桥墩的的类型解析:桥台位于两端,支承桥梁上部结构并和路堤相衔接的建筑物;其功能除传递桥梁上部结构的荷载到基础外;还具有抵挡台后的填土压力、稳定桥头路基、使桥头线路和桥上线路可靠而平稳地连接的作用;桥台一般是石砌或,轻型桥台则采用;桥台布置桥台的常用高度不超过10米,少数高达20米左右;一般以桥头路基填土高度确定桥台的高度;桥梁全长在满足桥孔排洪或桥下交通要求的前提下,可在桥头修筑高桥台、高路堤,也可用引桥取代高路堤,延长桥梁长度,这主要取决于桥位附近地形、地质、土石方调配、合理使用土地及环境美化等方面的条件;在采用高桥台、高路堤时,应慎重考虑技术上的安全可靠,以及多占用土地的长期损失,不宜单纯追求节省而压缩桥梁长度;例如,山区跨谷桥不宜在陡峻山坡上修筑高桥台;城市桥梁因取土不易、影响市容,也往往避免高路堤而采用引桥;桥台须承受拱脚的水平推力,对地基要求较高,采用拱桥跨越V形狭谷,将桥台布置在岩石谷坡上,有利于承受拱脚推力,是往往一种较好的桥式布置;桥台背后的土压力和基础周围路基填土的重量,势必增大地基中的应力和变形,因而易引起桥台后仰和前移,对建筑在松软地基上的桥台,尤应特别注意;桥台附近路基,应以砂砾等渗水土填筑,并应加强地表排水,避免雨水渗入路基;或设置盲沟,尽快疏干渗入的水分;在严寒地区,为防止填土冻害,对填料及施工质量更应从严要求;这些措施对保证路堤稳定,减少台后土压,至关重要;桥台类型按结构形式,桥台可分为带翼墙和不带翼墙的两大类;带翼墙的桥台以采用八字形翼墙图a较为普遍;这种翼墙的作用在于:挡住桥台两侧的路基填土,保证桥头路基稳定,并引导水流顺畅地进入桥孔;如对翼墙无导流要求时,也可采用和台身齐平的一字形翼墙桥台;它构造简单、施工放线较方便;为减少桥台工程量,并有效地抵挡台后填土压力,桥台可利用埋入台后路基中的拉杆锚固,做成锚杆式桥台或设锚定板做成锚定板桥台;也可利用填土压重,做成倒T形桥台;小桥桥台可利用桥跨结构及地面下的支撑相互支持,做成支撑式桥台等;这些桥台均具有轻巧的特点,统称为轻型桥台;如使用得当,都能收到技术上或经济上的较好效果;桥台不带翼墙的桥台在桥台两侧设置锥体填方,其坡面须作必要的防护如砌石,其作用和八字翼墙相同;铁路桥梁因列车行驶轨道位置固定,需要的台身宽度较窄,台身又往往较高,取消翼墙,代以锥体填方,技术、经济效果较好,故使用较多;不带翼墙的桥台构造形式,常用的有U 形、T形、埋置式、耳墙式等多种;①U形桥台图b;台身由支承上部结构的前墙和两边侧墙垂直于前墙组成U形伸入路堤,侧墙外设置锥体填方;因其结构简单,整体性强,施工简易,故在城市、公路桥梁上用得较多;铁路上只用于桥跨较小的低矮桥台;因台身较窄,当桥台较高时,两边侧墙内侧坡面在下部交遇而变成实体,圬工数量将急剧增加而不经济;②T形桥台;为铁路桥所常用,公路桥和城市桥,则因此种桥台狭窄而不用;台身由前墙和与其垂直的后墙组成T 形;前墙支承上部结构;后墙平行线路,墙顶设道碴槽,承托桥跨和路堤间的线路上部建筑;两者用途不同而又形成整体,具有结构合理、适应性较强、圬工量也较省的优点;③埋置式桥台图c;因台身埋置于锥体填方内而得名,适用于桥头路堤较高、跨度较大的桥梁,具有台身短、圬工量省的特点;在台顶两侧有带耳墙和不带耳墙的两种形式;耳墙须用钢筋混凝土筑成;为减少并有效地抵抗台后土压,台身一般做成后仰的形式,也称后仰式埋置桥台;在公路桥梁中尚有桩柱式埋置桥台,耳墙做在台帽上,也是一种轻型桥台;埋置式桥台的锥体填方大部伸出桥台前缘,有侵占桥下过水面积、易受水流冲毁的缺点;故埋置式桥台多用于旱桥及桥下水流缓慢的桥梁;在桥跨和台高的搭配上,宜选择较长跨度,避免锥体填土前缘对邻近的桥墩产生单侧斜坡土压;④耳墙式桥台;由两片耳墙及前墙组成,仅有少量台身埋在椎体坡面以下图d,也具有减少圬工的特点,但钢筋混凝土耳墙构造较复杂,施工也较困难,在中国目前不如前三者使用普遍;桥墩位于的中间部位,支承相邻两跨上部结构的建筑物;其作用是将上部结构传来的荷载,可靠而有效地传给基础;桥墩布置桥墩的位置和桥梁上部结构的分跨布置密切相关,应通过技术经济比较决定见;如跨河桥的桥墩应考虑到深水或不良地基会对桥墩基础施工带来的各种困难,冰凌、漂木或泥石流,会增加桥墩额外的负荷,布置桥墩时,应特别慎重;地形陡峻的V形深谷,宜以较大跨度跨越,避免在沟底设置高桥墩;当桥下净空无特殊要求,河床及地基情况允许采用浅基础桥墩,或为了美化环境,避免高路堤占地太多而修建的旱桥,则以低墩短跨的桥孔布置为好;桥墩类型桥墩分重力式桥墩和轻型桥墩两大类;重力式桥墩一般为采用混凝土或石砌的实体结构;墩身上设墩帽,下接基础;它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能,借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力,具有坚固耐久,施工简易,取材方便,节约钢材等优点;缺点是圬工量大,外形粗大笨重,减少桥下有效孔径,增大地基负荷;当桥墩较高,地基承载力较低时尤为不利图a;桥墩重力式桥墩多采用简单的流线型截面形状,如圆端墩、尖端墩、圆角形墩等,以便桥下水流顺畅地绕过桥墩,减少阻水及墩旁冲刷;当水流方向变化不定或与桥梁斜交时,宜采用圆形墩;对受流冰影响的桥墩,应在上游端设破冰棱;非城市的旱桥及不受水流影响的桥墩,则宜采用便于施工的矩形截面;轻型桥墩针对重力式桥墩的缺点而出现的桥墩,具有外形轻盈美观,圬工量少,可减轻地基负荷,节省基础工程,便于用拼装结构或用滑升模板施工,有利于加速施工进度,提高劳动生产率等优点,目前正得到迅速发展;实现轻型桥墩的主要途径为:改用强度较高的材料,改变桥墩的结构形式和桥墩受力情况;①空心桥墩;外形似重力式桥墩,但它是中空的薄壁墩;可采用钢筋混凝土现浇或为预应力混凝土拼装结构,较适用于高桥墩;中国襄渝线襄樊—重庆紫阳汉水桥,3号墩高米基顶以上,壁厚60厘米,是中国目前最高的铁路桥墩;联邦德国修建的奥地利欧罗巴桥墩高146米,壁厚仅35~55厘米;②构架式桥墩;以桁架、刚架为主体的轻型桥墩;如铁路桥采用的钢塔架墩图b,常与明桥面钢梁配合使用,有全桥轻巧,对地基要求低,墩高适应范围大的特点;在城市、公路桥上常采用X形、Y形、V形等刚架式桥墩图c、d、e,外形优美,结构新颖;这类桥墩并有减小上部结构计算跨度的优点;但结构受力较为复杂,在设计中应予以注意;③薄壁桥墩;多为采用滑模施工的钢筋混凝土结构;因薄壁墩顺桥方向的尺寸纤细,受纵向水平力时易产生挠曲变形,故又称柔性桥墩;利用桥跨结构将若干个柔性桥墩顶和邻近的刚性桥墩台顶以铰或固结相连,形成多跨超静定结构,可使全桥纵向水平力主要由刚性桥墩台承担,极大地改善了柔性墩的受力情况,是近年来发展起来的一种墩台新体系;④桩柱式桥墩;为桩式、双柱式、单柱式桥墩图f、g、h的统称;多采用就地灌筑钢筋混凝土建造,也有采用预制构件拼装,或将打入桩组成排架式墩图f的;在桩式或双柱墩中,桩柱的长细比较大时,也具有上述薄壁桥墩的特点,是柔性桥墩的另一种结构形式;。
桥梁墩台的设计和构造
一、梁桥桥墩
矩形
实体墩
按
分类: 受 刚性墩 构 空心墩
截 圆形 面 圆端形
力 柔性墩 造 柱式墩
形
框架墩等
式 分
尖端形
1.实体桥墩:桥墩由一个实体结构组成。按其截面 尺寸和桥墩重力的不同又可分为实体重力式桥墩和 实体薄壁式桥墩由墩帽、墩身和基础构成。
墩帽:通过支座将上部结构的作用传至墩身.
尺寸拟订: (1)顺桥向墩帽最小宽度b 双排支座时:
5.框架墩
框架墩是采用由构件组成的平面框架代替墩身, 以支承上部结构,必要时可做成双层或更多层 的框架支承上部结构,这类较空心墩更进—步 的轻型结构,是以钢筋混凝上和预应力混凝土 建成的受J力体系。还可以适应建筑艺术.建 成纵、横向v形、Y形、x形、例梯形等墩身; 这些桥墩在同样跨越能力情况下缩短梁的跨径、 降低梁高,使结构轻巧美观,但结构构造比较 复杂,施工比较麻烦
• 第一.不论对于哪—种形式的桥墩,均应按承载能力极 限状态的设计要求,进行作用效应组合.
• 第二,《桥规》规定,有些荷载不能同时考虑,例如在 计入汽车制动力时,就不应同时计入流水压力、冰压力和 支座摩阻力等.
第二节 重力式桥墩计算与验算
一、截面承载能力极限状态验算 1.验算截面的选取 2.验算截面的内力计算 3.承载能力极限状态验算 4.截面偏心验算 5.直接抗剪验算
当汽车荷载只在一孔桥跨上 布置时,同时有其他的水平荷载, 如风力、船撞力、水流压力和冰 压力等作用在墩身上,这时竖向 荷载较小,而水平荷载引起的弯 矩作用大.可能使墩身截面产生 很大的合力偏心距.此时,桥墩 最不稳定。
•
它是用来验算墩身强度、基
底应力、偏心以及桥墩的稳定性;
3)第三种组合:按桥墩各截面在横桥向 可能产生最大偏心和最大弯矩的情 况进行组合.
-桥梁墩台
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1、拱桥U形桥台用作图法初拟尺寸
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适用范围:较宽较大的城市高架桥和立交桥中。
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4.柔性墩 定义:将刚度不等的桥墩通过主(盖)梁连接为一体, 纵向水平力会按各桥墩的剪力刚度进行分配,大部分传向 刚度大的桥墩和桥台,小部分传给刚度小的桥墩,使那些 刚度小的桥墩在顺桥方向的墩身可以做的很薄,叫做柔性 墩。 常见类型:钢筋混凝土排架墩和薄壁墩。
间或台与墩之间设置3-5根水平支撑梁,上部结构与桥台通 过锚栓连接,使上部结构与支撑梁共同支撑桥台承受台后土 压力,形成四铰框架的受力体系。
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轻型桥台可分为一字式轻型桥台、八字式轻型桥台、 耳墙式轻型桥台(图2.35)。
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(2)钢筋混凝土薄壁桥台 钢筋混凝土薄壁桥台的特点是利用钢筋混凝土结构
台身外轮廓尺寸一般确定如下: 台身横桥向宽度按台帽宽度确定。 顺桥向长度为保证桥台与引道的可靠衔
接,《公混桥规》规定:桥台侧墙(或
耳墙)后端伸人桥头锥坡顶点以内的长 度不应小于 750 mm,并设1.0 m竖直
段;锥坡与桥台(正交桥)两侧相交线 的坡度,当有铺砌时,路肩边缘下的第
一个6m高度内不宜陵于1:1;在6- 12m高度内不宜陡于1:1.25;高于12m
的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化,薄壁轻型 桥台适用于软弱地基条件。
钢筋混凝土薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、
扶壁式、撑墙式及箱式等(图2.36)
第五十三页,共129页。
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4、组合式桥台
(1)锚碇板式桥台 锚碇板式桥台分为分离式和结合式两种形式(图 2.37),多用于台后路堤填土不被冲刷,路堤填土 3~8m的中小梁式桥和城市桥梁中。
1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算
1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算一、桥台及承台自重的作用力(顺时为+,反之为-)桥台形式见附图一:二、计算主拱圈作用于拱座的力对承台重心O的力1.根据有关标准图知,作用于拱座上的控制力为:垂直力:V=17450KN水平力:H=23740KN(往河岸)弯矩:M=10480KN*M2.对承台重心O产生的弯矩:M V=4.95*17450=86377.5(KN*M)M H=-9.58*23740=-227429.2(KN*M)3.对承台重心O产生作用合力:垂直力=17450KN水平力=23740KN(往河岸)弯矩=86377.5+10480-227429.2=-130571.7(KN*M)三、计算桥台后静土压力及土抗力1.静土压力计算E j=0.5*ξ*γ*H2*B其中:ξ=0.50(自然土体)γ=20kn/m3h1=13m;h2=10.24mB=5.5m所以:E1=0.5*0.5*20*132*5.5=4647.5(KN)E2=0.5*0.5*20*10.242*5.5=2883.6(KN)平均静土压力=(4647.5*2+2883.6)*0.5=6089.3(KN) 作用力到承台底距离:h=(4647.5*10.24*0.5*10.24+2883.6*0.5*10.24*10.24/3)/((4647. 5*2+2883.6)*0.5*10.24)=294057.41/62354.43=4.72(m) M静=6089.3*4.72=28741.5(KN*M)2.土抗力计算(1)计算土抗力根据桥梁工程(公路与城市道路工程专用)P404知,p k=Mc/(B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2)其中:h2=9.58(m)f=0(偏安全、可不考虑)K0/K =1.25I0=6.8*11.83/12=931.1D=B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2=5.5*9.582/3+1.25*931.1/9.58=289.75Mc=-227429.2+25553.4+86377.5+10480+28741.5=-76276.8(KN*M)台口处的抗力强度p k=76276.8/289.75=263.3(KN*M2)土抗力Pk=0.5*B*p k* h2=0.5*5.5*263.3*9.58=6936.6(KN)(2)对桥台变位的限制a.水平位移:Δ=p k/k=263.3/(120*9.81*103)=0.22mm<6mm,满足要求b.台后填土稳定性的保证Kc=P b/(P j+P k)其中:P b=20*13*tg2(45+35/2)=959.4(KN*M2)P j=0.5*20*13=130(KN*M2)所以Kc=959.4/(263.3+130)=2.44>1.4,满足要求四、作用于承台重心O处的合力垂直力∑Ni=28112.8+17450=45562.8KN水平力∑Hi =23740-6089.3-6936.6=10714.1KN(往河岸)弯矩Mo =Mc-Mp k=-76276.8+1/3*5.5*263.3*9.582=-31974.8KN*M五、桩基计算1.系数计算(1)自由长度:Lo=0m(2)E*I=0.67*E h*I h=3.0*104*3.14*1.84/64=10357530(kn*m2)(3)桩的计算宽度:b1=0.9*(d+1)*K其中:h1=3*(d+1)=3*(1.8+1)=8.4(m)L1=4.5-1.8=2.7<0.6*h1=5.04(m)K=b’+(1-b’)/0.6* L1/ h1=0.5+(1-0.5)/0.6*2.7/8.4=0.768 所以b1=0.9*2.8*0.768=1.935(m)(4)m=(m1*h12+m2*(2*h1+h2)*h2)/h m2=50000(KN/M4)其中:h m=2*(d+1)=5.4(m)(5)变形系数α:α=(m*b1/EI)0.2=(50000*1.935/10357530)0.2=0.3927h’=α*h=0.3927*30=11.78>2.5,可按弹性桩计算(6)EA=3.0*107*1.82/(4*3.14)=7734930(7)单桩面积Ao=4.52/4*3.14=15.904(m2)备注:0.25*35°=8.75°,2*25*tg8.75°=7.70>4.5,取4.5m计算(8)Kc=0.5(摩擦桩)(9)地基系数:Co=mo*b=50000*30=1500000(KN/M4)2.钻孔灌注桩基的计算采用桥梁博士2.9和桥梁大师计算,结果另见。
桥梁工程
图8.5-5 埋式桥台
8.5.2 轻型桥台
(1)八字形和一字形桥台
图8.5-6 八字式和一字式桥台
8.5.2 轻型桥台
八字型和一字型桥台(图8.5-6)的构造特点是:台身主体为直立的混凝土 圬工薄壁墙,在两桥台间基础顶设钢筋混凝土支撑梁以防止桥台向跨中移 动,同时上部结构与桥台通过锚栓连接,构成四铰框架结构。
8.5.2 轻型桥台
(2)薄壁轻型桥台
图8.5-7 薄壁轻型桥台
薄壁轻型桥台(图8.5-7)由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成,常用的形式有悬臂式、 扶壁式、撑墙式及箱式等。
这种桥台不仅可节省圬工40%~50%,有时因自重减轻而减小了对地基的压力。故适用于 填土低、地基基本承载力低的小跨径公路桥梁,但其构造和施工复杂,在一般情况下,悬臂 式桥台的混凝土数量和用钢量较高,撑墙式与箱式的模板用量较高。
锚定板桥台的工作原理是:台后填土产生的土压力作用于挡土板上,再通过立柱 及拉杆将该力传递给锚定板,而锚定板则依靠位于板前具有一定抗剪能力的土体所 产生的抗拔力来平衡拉杆拉力,使整个结构处于稳定状态。
8.5.4 组合桥台
目前,国内常采用的锚定板桥台有分离式(图8.5-13)和整体式 (图8.5-14)两种类型。
翼墙位于桥台两侧,多采用八字形和一字形。翼墙的作用是:挡住桥台两 侧的路基填土,保证桥头路基稳定,并引导水流顺畅地进入桥孔。八字型 翼墙张开的角度为30°~50°。
这种桥台仅应用于公路小跨径、填土低的桥梁以及不宜作溜坡的城市立体 交叉的桥跨,桥跨孔数与之配合使用时不宜超过三跨,单孔跨径不大于13 m,多孔全长不宜大于20m。
8.5.1 重力式桥台
重力式桥台是目前我国应用最为普遍的。它主要依靠自身较大的重量、 较大的截面尺寸和建筑材料的抗压性能,以承受竖直方向和水平方向的 荷载。 通常采用抗压性能较好而抗拉性能较差的混凝土圬工建造。它具有坚固 耐久、施工较简易、养护工作量较小、砂石材料往往可以就地取材等优 点。缺点是工程量大、自重大,因而对地基承载力的要求也较高,基础 工程量也往往随之增大。
桥墩桥台结构及计算
S d ( so sl Q) Rd (
Rj
m
, ak )
S d 荷载效应函数; Q 荷载在结构上产生的效应;
so 结构的重要性系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>第 3.0.1 条采用; sl 荷载安全系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>采用;
荷载组合系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>表 3.0.1-1 采用;
四、桥台的类型与构造
重力式桥台
轻型桥台 类 型 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
(一)重力式桥台
1、重力式桥台类型
埋式桥台
U型桥台 八字式和一字式桥台 重力式桥台也称实体式桥 台,它主要靠自重来平衡台后 的土压力。桥台台身多数由石 砌、片石混凝土或混凝土等圬 工材料建造,并采用就地建造 施工方法
E Ay
1 BH 2 sin 1 2
1 BH 2 cos 1 2
E Ax
1 E H 2 ' B 2
'
e rH
图2-7-11 台前溜坡的土压力计算图式
3、汽车荷载冲击力 钢筋混凝土桩柱式墩台,以及其它轻型墩台,在计算汽车荷载时应 计入冲击力。但对于重力式实体墩台,冲击力的作用衰减很快,因此, 验算时可不计冲击影响。冲击力的计算按公路桥涵设计规范进行。
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)。
一字型桥台计算书
驹荣路3号桥桥台计算说明书一基本资料1.上部构造普通钢筋混凝土单跨箱梁,跨径10m;桥台上用板式橡胶支座,支座厚28mm;桥面净宽35m。
2.设计荷载:车辆荷载。
3.钢筋混凝土一字型桥台,填土高H=3.1m。
4.台高H=3.10m,灌注桩基础。
5.建筑材料台帽、台身、基础均为25号钢筋混凝土。
容重25KN/m3。
中板边板①空心板自重g1(一期恒载):g1=3539.8X10-4X25=8.85KN/m②桥面系自重g2(二期恒载):人行道板及栏杆中立,参照其他桥梁设计资料,单侧重力15.0KN/m。
桥面铺装采用10cm钢筋混凝土和5cm中粒式沥青,全桥铺装每延米总重为:0.1X25X29+0.05X23X29=105.85KN/m每块板分摊的桥面系重力为:g2=(15X2+105.85)/24=5.66KN/m③铰缝重g3=(448+1X45)X10-4X24=0.15KN/m由此的空心板一期恒载:gⅠ=g1=8.85KN/m;gⅡ=g2+g3=5.81KN/m④恒载内力计算结果见下表:8.859.6 5.819.6 14.669.642.48 27.888 70.368g(KN/M)L(m)支点处Q(KN)二期荷载荷载合计所以,R恒′=70.368X26R恒=R恒′+R绿化带+R人行道板(包括砖)=70.368X26+2X0.25X1.5X10X18+2X3.5X (0.05+0.080X25==2192.068KNR恒对基底形心轴I-I的弯矩为M I恒=0KN·m对基底脚趾处O-O的弯矩为M O恒=2192.068X1.0=2192.068KN·m三支座活载反力计算R-桥面板恒载.活载按荷载组合I,III,在支坐产生的竖向反力.Ea-台后主动土压力.R2-台后搭板恒载,活载效应在桥台支坐处产生的反力.《桥规》规定:对于1-2车道。
制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重量的10%计算;对于同向3车道按一个设计车道的2.34倍计算,但不得小于90KN。
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x-
5047.013
0
I=: γ w=:
3.2955 0.375278
t0=: 0.951768 取截面形状系数=: 8 α =: -2.70878 rm=: Ra=: 17.5 1.54 正截面强度: N=α ARa/rm=: -720.289 结构拉力效应小于荷载效应,台身需配筋 判定:
4.台底截面强度验算 采用Ⅱ级钢筋 钢筋抗拉设计强度: 钢筋的弹性模量: 墙身厚度: 按设计规范:η =: 采用φ 28 有效高度h0=:
335 200000 1.3 1 钢筋, 1.255
Mpa Mpa m ag=:
高:
5.441 m 0.045
0.045 a'g=:
取台后有车的第2'种组合: M=: 3549.265 (Knm) e0=M/P=: 0.951768 m 判定: e0>0.3h0 0.346768 e'=: 判定: 属大偏心受压 台身采用25号混凝土,Ra=: 11.5 (Mpa) 按规范: γ b=: 0.95 γ c=: 受压区高度为x=: 0.023704 Ag=: 0.004198 取台后有汽车荷载的I'组合 M=: 3650.645 (Knm) e0=M/P=: 0.897375 m x=: 0.025859 可按构造配筋 判定: 取桥上有汽车荷载的I组合 M=: 3550.378 (Knm) e0=M/P=: 0.551203 m 属大偏心受压构件 判定: 若小偏心受压构件: e=: 1.156203 求解受压区高度,解三次方程: α x3-β x2+γ x-δ =0 其中: α =: 73547.1 β =: 174141.4 γ =: 4352.279 δ =: 5047.013
P=: 0.3h0=:
3729.128 (Kn) 0.3765 m
1.25 γ s=:
1.25
P=:
4068.14 (Kn)
P=:
6441.14 (Kn)
令方程: 73547.1 174141.4 x3单元变量法求解: x=: 2.352853 -873.738 按圬工结构计算强度: A=: 23.4 y=: 0.65
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 荷 载 组 合 力
项 目 上部构造恒载 桥台自重 台上汽-超20 人群 台后恒载压力 台后汽-超20 摩阻力 地震土压力 地震水平荷载
Ⅰ Ⅰ' Ⅱ Ⅱ' Ⅲ Ⅲ' Ⅵ
777.8628
876.4136 713.3597 3729.128 3936.211 7105.365 9175.743 7633.468 20655.52
3.内力汇总及组合表 内力汇总及组合表 (1-1)截面 (2-2)截面 P(kn) H(kn) M(kn*m) P(kn) H(kn) M(kn*m) 918 229.5 707.148 -80.028 2472.116 -387.013 1695 423.75 0 0 315.0284 266.724 1445.572 2621.786 66.18778 84.05848 141.7826 495.3697 45.9 16.524 45.9 149.6799 347.4943 294.2118 1594.548 2891.979 60.10758 96.55282 210.1299 488.5323 848.5776 378.0341 224.0352 6441.14 1734.686 3550.378 848.5776 470.6969 341.7171 4068.14 1933.182 3650.645 777.8628 406.2012 226.8468 5932.628 1649.799 3456.159 777.8628 492.2453 336.1229 3729.128 1834.116 3549.265 (3-3)截面 P(kn) H(kn) M(kn*m) 918 -504.9 7423.585 -2249.55 1695 932.25 0 0 2703.615 6705.867 193.8989 721.401 45.9 241.4799 2982.242 11014.66 601.9824 1530.699 12382.9 3244.338 6046.845 10009.9 3515.797 5751.657 11379.24 3033.647 5872.403 9175.743 3285.715 5598.299