第二章桥墩计算

第二章桥墩计算第一节重力式桥墩设计与计算一、荷载及其组合

（一）桥墩计算中考虑的永久荷载

（1）上部构造的恒重对墩帽或拱座产生的支示反力，包括上部构造混凝土收缩，徐变影响；

（2）桥墩自重，包括在基础襟边卜的土重；

（3）预应力，例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预应力；

（4）基础变位影响力，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K 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；

（5）水的浮力，位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应计算设计水位时水的浮力；当验算地基应力时，仅考虑低水位时的浮力；基础嵌人不透水性地基的墩台，不计水的浮力；当不能肯

可以

定是否透水时，则分别按透水或不透水两种情况进行最不利的荷载组合。

（二）桥墩计算中考虑的可变荷载1．基本可变荷载

（1）作用在上部构造上的汽车佝载，对于钢筋混凝土柱式墩台应计人冲击力，对于重力式墩台则不计冲击力；

（2）作用于上部构造上的平板挂车或履带中荷载；

（3）人群荷载。

2 ．其他可变荷载

（1）作用在上部构造和墩身上的纵、横向风力；

（2）汽车荷载引起的制动力；

（3）作用在墩身上的流水压力；

（4）作用在墩身上的冰压力；

（5）上部构造因温度变化对桥墩产生的水平力；

（6）支座摩阻力。

（三）作用于桥墩上的偶然荷载为：

1 ．地震力；

2．船只或漂浮物的撞击力。

（四）荷载组合

1、梁桥重力式桥墩

1 ）第一种组合按在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合。

它是用来验算墩身强度和基底最大应力。因此，除了有关的永久而载外，应在相邻两跨满布基本可变荷载的一种或几种，即《桥规》中的组合I或组合川。

2）第二种组合按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进

行组合。它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的稳定性。属于这一组合的除了

有关的荷载外，应在相邻两孔的一孔上（当为不等跨桥梁时则在跨径较大的一孔上）布置基本可变载的一种或几种，以及可能产生的其他可变荷载，例如纵向风力、汽个制动力和支座

摩阻力等，即《桥现》中的组合n。

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3）第三种组合按桥墩各截面在横桥方向上可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行

组合。它是用来验算在横桥方向上墩身强度，基底应力、偏心以及桥墩的稳定性。属于这一

组合的除了有关的永久荷载以外，要注意将基本可变荷载的一种或几种偏于桥面的一侧布置，此外还应考虑其他可变荷载（例如横向风力，流水压力或冰压力等）或者偶然荷载中的

船只或漂浮物的撞击力等，这相当于《桥规》中的组合n或组合w。

2、拱桥重力式桥墩

1）顺桥方向的荷载及其组合

对于通桥墩应为相邻两孔的永久荷载在一孔或跨径较大的一孔满布基本可变荷载的一

种或几种，其基可变荷载中的汽个制动力、纵向风力、温度影响力等，并由此对桥墩产生不

平衡水平推力、竖向力和弯矩。

对于单向推力墩则只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷载作用力。

符号意义如下：

图中符号意义如下:

G ――桥墩自重;

Q 水的浮力（仅在验算稳定时考虑）；

V g . V g ，――相邻两孔拱脚处因结构自重产生的竖向反力;

反力影响线求得;

V T ――由桥面处制动力 H 制引起的拱脚竖向反力,

h 为桥面至拱脚的高度，I 为拱的计算跨径；

H g 、H g ‘ 一一不计弹性压缩时在拱脚处由结构自重引起的水平推力;

△ Hg >A H ‘一一由结构自重产生弹性压缩所引起的拱脚水平推力;

H P ――在相邻两孔中较大的一孔上由车辆活载所引起的拱脚最大水平推

力；

H T ――制动力引起在拱脚处的水平推力，按两个拱脚平均分配计算, H 、H ――温度变化引起在拱脚处的水平推力（图示方向为温度上升，降温时则 方向相反）；

H r , H ――拱圈材料收缩引起的拱脚水平拉力；

M g 、M ――结构自重引起的拱脚弯矩，

M p ――由车辆活载引起的拱脚弯矩，由于它是按

H,达到最大值时的活载

布置计算，故产生的拱脚弯矩很小，可以忽略不计；

M t 、Mt ――温度变化引起的拱脚弯矩；

M r 、M r ——拱圈材料收缩引起的拱脚弯矩；

2

）横桥向的荷载布置及其组合

V p 与车辆活载产生的 Ho 最大值相对应的拱脚竖向反力, 可按支点

,其中

在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、

冰压力、船只或漂浮物撞击力、或零力等。但是对于公路桥梁，横桥方向的受力验算一般不控制设计。

二、重力式桥墩计算

（一）圬工桥墩墩身强度计算

计算截面：墩身底截面和墩身

的突变处截面。对于较高的桥墩每隔2〜3m验算一个截面。

1、内力计算

4、抗剪强度的验算

（二）墩顶水平位移的验算向和横桥向计算求得相应的纵向力一 '、水平

、和弯矩弯矩

2、抗压强度验算

按轴心或偏心受压构件计算。

3、偏心距e o的计算

按顺桥

力

—。

*

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式中：I ――相邻桥墩间最小跨径长度，以m计，跨径小于25m时仍已25m计。

（三）基础底面土的承载力和偏心矩的验算

1基底土的承载力验算

顺桥方向：

横桥方向：

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2、基底偏心矩验算

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（四）桥墩的整体稳定性验算

1倾覆稳定性验算

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2、抗滑动稳定性验算

第二节桩柱式桥墩计算要点

—、盖梁计算

力学图示：双柱式墩：当盖梁的刚度与桩柱的刚度比大与5时，可忽略桩柱对盖梁的约束，近似按双悬臂梁计算。对多柱式或多桩式桥墩，可按多跨连续梁计算。计算内容：

1、恒载及其内力计算；

2、活载及其内力计算；

3、施工吊装荷载及其内力计算；

4、荷载组合及内力包络图；

5、配筋计算。