第二章桥墩计算
桥墩计算
一、桥墩计算(2007-01-11 13:11:09)转载桥墩按偏心受压构件考虑进行计算,先必须确定桥墩的计算长度,按《桥规》表5.3.1取值。
桥墩外力应考虑纵向水平力及其弯矩、横向风力(高墩)、地震力(纵横向、7级设防)、竖直力及其弯矩。
纵向水平力包括制动力引起的水平力、温度引起的水平力、收缩徐变引起的水平力、地震力引起的水平力、支座摩阻力。
一般情况下(无地震力),纵向水平力对桥墩截面影响较大,横向水平力影响较小。
水平制动力、温度力,收缩徐变力均按支座和桥墩合成刚度在各墩台分配,然后组合后与摩阻力组合比较,取最不利情况为桥墩水平力。
一般情况下取支座产生的摩阻力为最不利情况,此时计算出的配筋较为保守,偏于安全。
(关于摩阻力组合的问题,新规范没有进行明确规定,桥梁通新版对摩阻力进行判断组合或者强制组合,当按判断组合进行计算的时候,取制动力、温度力、收缩徐变力进行组合与摩阻力进行比较,取较小者进行配筋,当按强行组合进行计算的时候,取摩阻力为水平力。
)桥墩截面按偏心受压构件必须验算正截面强度,按《桥规》5.3.5~5.3.9条公式进行计算。
同时必须按轴心受压构件进行稳定性验算。
当计算桩柱式桥墩时,柱顶受板式橡胶支座弹性约束。
桩柱可换算为两端铰接的轴心受压等截面直杆,计算可参考《连续桥面简支梁墩台计算实例》第一节第九款。
关于墩台下部构造验算时的荷载组合问题,新版《地基规范》总则里面对荷载组合进行了明确规定,摘录如下,仅供参考:1.0.5条基础结构按承载能力极限状态设计时,结构重要性系数γ0,不低于主体结构的采用值,且不小于1.0;偶然组合时取1.0。
1.0.6条基础结构进行强度验算时,作用效应按承载能力极限状态两种组合进行(JTGD60-20044.1.6条)裂缝宽度验算时,作用效应按正常使用极限状态的短期效应组合采用。
1.0.7条地基(包括桩基)承载力验算时,传至基础或承台底面的作用效应主要按正常使用极限状态的短期效应组合采用,但应计入汽车冲击系数,且可变作用的频遇值系数均取1.0。
【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;
桥墩计算(考虑风力等)
20.0000 7.0000 1.0000 30000.0000 28000.0000 4.0000 4.2500 0.0000 1.3000 2.7000 等截面圆墩 1.4000 1.5000 0.1886 0.2485 2.0000 0.7588 0.9500 0.0042 0.0010 0.0010 0.0004 50734.5487 97832.0132 8.0000 1.0000 滑动支座 1.0000 0.0779 0.0400 15586.2266 93517.3593 0.0000 27481.3743 50.0000 34500.0000 3650 7 60 75.0000 48.0000 220.0 0.00033
2689.8752 16139.2514 8.0000 1.0000 固定支座 1.0000 0.0779 0.0400
93517.3593 93517.3593 13763.8776 13763.8776
15586.2266 93517.3593 2293.9796 13763.8776 50.0000 34500.0000 3650 7 60 75.0000 48.0000 220.0 0.00033
= = = = = = = = = = = = 收缩、徐变纵向力 = = = = = = = = =
/ ∑k墩 / / / / / / n支*G*A/t ∑k支 / ∑k集
kN/m kN/m 个 排 / MPa m2 m kN/m kN/m kN/m kN/m
16139.2514 16139.2514
对圆柱:π*D /64 / /
m4 m4 个 /
(0) HH (0) MH (0) HM (0) MM
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
第二章_桥梁墩台
适用范围:较宽较大的城市高架桥和立交桥中。
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。
二、桥台构造要求和尺寸拟定
(一)梁、板式桥桥台构造要求和尺寸拟定
1、台帽
台帽平面的顺桥向宽度b满足
b ? e1 e0 a + + c1 + c2 2 2
台帽横桥向宽度,一般要等于或大于桥面宽 度,或等于引道路基宽度。
2、台身 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 的路基,其12m以下的边坡应由计算确 定,但不应陡于1:1.5;经常受水淹没 部分的边坡坡度不应陡于1:2。
B ? B1
a1 + b
2.墩身
对石砌实体墩身,石料强度不低于MU25,M10以上砂
浆砌筑;当采用混凝土时,强度等级要不低于C20,为节 约水泥,可在中间掺入不多于25%的片石,对轻型桥墩墩 身,应采用不低于C25的混凝土或钢筋混凝土。 实体桥墩墩身坡一般20:1~ 30:1 ,当为小跨径桥墩
时,可做成直坡。
h = h1 + h2
第三节 墩台验算
一、墩台顶帽的验算 (一)梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算 按配置间接钢筋的混凝土构件确定墩台帽支座垫板
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥(单线),线路位于直线平坡地段。
该地区地震设防烈度为VI度,不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成,桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号:专桥(01)2051】组成,该梁全长32.6m,梁高2.65m,跨中腹板厚度0.18m,下翼缘梁端宽0.88m,上翼缘宽1.92m,为分片式T梁,两片梁腹板中心距为2.0m,桥梁跨中纵断面示意如图1-1所示。
每孔梁的理论重量为2276kN,梁上设双侧人行道,其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。
梁缝10cm,桥墩支承垫石顶面高程1178.12m,轨底高程1181.25m,全桥总布置见图1—2。
图1—1 桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 12+748.26D K 12+780.96D K 12+813.66D K 12+846.36D K 12+879.06D K 12+911.76D K 12+944.46D K 12+977.16D K 13+009.86D K 13+042.56D K 13+075.26D K 13+107.96D K 13+140.66D K 13+173.36D K 13+206.06D K 13+238.76D K 13+271.46D K 13+304.16D K 13+336.86D K 12+715.561166.401161.751161.161160.101156.211153.991152.221147.681144.611142.321139.411134.821136.781133.941133.361130.191125.911124.841123.83101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 13+369.56D K 13+402.26D K 13+598.46D K 13+434.96D K 13+467.66D K 13+500.36D K 13+533.06D K 13+565.76D K 13+925.46D K 13+958.16D K 13+631.16D K 13+663.86D K 13+696.56D K 13+729.26D K 13+761.96D K 13+794.66D K 13+827.36D K 13+860.06D K 13+892.761124.021120.411127.491122.151121.611121.401122.041123.041166.931133.431136.021141.661145.371147.991152.421156.931161.081163.92桥墩采用圆端形桥墩【图号:叁桥(2005)4203】和空心桥墩【图号:叁桥(2005)4205】2种,其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩,7#~32#采用空心桥墩。
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥(单线),线路位于直线平坡地段。
该地区地震设防烈度为VI度,不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成,桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号:专桥(01)2051】组成,该梁全长32.6m,梁高2.65m,跨中腹板厚度0.18m,下翼缘梁端宽0.88m,上翼缘宽1.92m,为分片式T梁,两片梁腹板中心距为2.0m,桥梁跨中纵断面示意如图1-1所示。
每孔梁的理论重量为2276kN,梁上设双侧人行道,其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。
梁缝10cm,桥墩支承垫石顶面高程1178.12m,轨底高程1181.25m,全桥总布置见图1—2。
图1—1 桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 12+748.26D K 12+780.96D K 12+813.66D K 12+846.36D K 12+879.06D K 12+911.76D K 12+944.46D K 12+977.16D K 13+009.86D K 13+042.56D K 13+075.26D K 13+107.96D K 13+140.66D K 13+173.36D K 13+206.06D K 13+238.76D K 13+271.46D K 13+304.16D K 13+336.86D K 12+715.561166.401161.751161.161160.101156.211153.991152.221147.681144.611142.321139.411134.821136.781133.941133.361130.191125.911124.841123.83101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 13+369.56D K 13+402.26D K 13+598.46D K 13+434.96D K 13+467.66D K 13+500.36D K 13+533.06D K 13+565.76D K 13+925.46D K 13+958.16D K 13+631.16D K 13+663.86D K 13+696.56D K 13+729.26D K 13+761.96D K 13+794.66D K 13+827.36D K 13+860.06D K 13+892.761124.021120.411127.491122.151121.611121.401122.041123.041166.931133.431136.021141.661145.371147.991152.421156.931161.081163.92桥墩采用圆端形桥墩【图号:叁桥(2005)4203】和空心桥墩【图号:叁桥(2005)4205】2种,其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩,7#~32#采用空心桥墩。
桥梁工程课件第五篇第二章桥梁墩台计算PPT课件
布汽车车道荷载和人群荷载,其它可变作用中的汽车制动力、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作用力效应。
第五篇 桥梁墩台 第二章桥梁墩台计算
7
(2)横桥向的作用及其组合 在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、冰
第五篇 桥梁墩台 第二章桥梁墩台计算
1
第二章 桥梁墩台计算
第一节 作用及其效应组合
第二节 重力式桥墩计算与验算
第三节 桩柱式桥墩计算
第四节 柔性排架墩计算
第五节 桥台计算
第五篇 桥梁墩台 第二章桥梁墩台计算
2
第一节 作用及其效应组合
一、桥墩计算中的作用
1.永久作用: 恒载、土重、预应力(组合式桥墩)、混凝土收缩及徐变 的影响力、基础变位影响力、水的浮力;
x e0
K0
2、抗滑动稳定性验算
Kc
f Pi Ti
Kc
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;
在桥墩抗倾覆、抗滑移稳定性验算时, 应分别按常水位和设计洪水位两种情况考 虑水的浮力。
第五篇 桥梁墩台 第二章桥梁墩台计算
汽车荷载、汽车冲击力、离心力、人群荷载;风力、汽车 2.可变作用: 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;
3.偶然作用: 地震作用、船只或漂流物撞击力
总之,在墩台设计计算过程中,应根据墩台的受力与工作阶段,给 出可能同时作用荷载的组合,以确定出最不利的受力状态。
•桥墩
桥墩受力计算课件
有限元方法
有限元方法将桥墩离散为 有限个单元,通过建立有 限元模型,求解桥墩的应 力、应变和位移。
动力分析方法
振动分析
动力分析方法研究桥墩在 动力荷载作用下的振动特 性,包括自振频率、振型 等。
响应谱分析
响应谱分析用于计算桥墩 在地震等动力荷载作用下 的响应,包括桥墩的位移 、速度、加速度等。
实例三:梁柱式桥墩受力计算
总结词
梁柱式桥墩是一种将梁和柱相结合的桥墩类型,具有较好的 水平承载能力和较强的适应性。
详细描述
梁柱式桥墩的受力计算需要考虑梁与柱的相互作用、柱身自 重以及水平荷载等因素的影响。在计算过程中,需要综合考 虑梁柱连接、柱身刚度以及水平荷载等因素,以确保桥墩具 有足够的承载力和稳定性。
加强桥墩安全监测与维护技术研究
桥墩安全监测与维护对于保证桥墩的正常使用和延长其使用寿命具有重要意义,需要加强 这方面的研究和探索。
推广可再生能源在桥梁建设中的应用
随着可再生能源技术的发展和应用,推广可再生能源在桥梁建设中的应用将成为未来桥梁 建设的重要方向之一。
THANKS.
计算参数确定与模型验证
确定桥墩材料的弹性模量、泊松 比、密度等参数
根据实际工况,确定荷载类型和 大小
对模型进行验证,比较理论值与 实际测量值的差异
计算结果分析与评估
分析桥墩在不同工况下的变形 和应力分布情况
评估桥墩的强度和稳定性,考 虑安全系数和冗余度
根据计算结果提出优化建议, 提高桥墩的可靠性和耐久性
实例二:桩基承台桥墩受力计算
总结词
桩基承台桥墩是一种将桩基与承台、墩身相结合的桥墩类型,具有较好的水平承 载能力和较小的沉降变形。
第二章墩台计算-PPT课件
6、船只或漂流的幢击力
船只或漂流物的撞击力,虽是桥梁墩台的偶然荷载,但是对桥墩结构的 危害性很大,对于通航河道或有漂流物的河流中的墩台,设计时应考虑船 只或漂流物的撞击力。 漂流物的撞击力,在无实际资料时可按下式估算
WV P (kN) gT
7、地震力 在地震区建造的桥梁,地震力是一项十分重要和危害性大的偶然荷载, 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。
5、流水压力及冰压力 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1/3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。
水对水下墩台或土的固体颗粒的浮力作用,可用墩台圬工的浮容重或土的 浮容重来反映。圬工的浮容重等于圬工容重减去水的容重,土的浮容重可 以根据土质资料得到不同的物理指标,如天然容重、天然含水量、比重或 饱和容重等计算。
2、侧向土压力
主动土压力 被动土压力 静止土压力
桥台土压力计算时,采用哪种土压力,应根据桥台位移及压 力传播方式而定。梁式桥台承受的水平压力主要是台后滑动土体 (及滑动土体上的荷载)所产生的侧压力,它使桥台发生向河心 的移动。因此,梁桥桥台的侧土压力,一般按主动土压力计算。 当桥台刚度很大,不可能产生微量移动,滑动土体不可能形成时, 可按静止土压力计算。
总之,在墩台设计计算过程中,应根据墩台的受力与工作阶段,给 出可能同时作用荷载的组合,以确定出最不利的受力状态。
§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。
22重力式桥墩的计算
m——截面形状系数,对于圆形截面取2.5;对于T形或U形截面取3.5;对于箱形
截面或矩形截面(包括两端设有曲线形或圆弧形的矩形墩身截面)取8.0;
ix、iy——弯曲平面内的截面回转半径, 轴的惯性矩,A为截面面积;
式中: ? max ——应力重分布后基底最大压应力;
N ——作用于基础底面合力的竖向分力;
a、b——横桥方向和顺桥方向基础底面积的边长;
?? ? ——地基土的容许承载力、并按作用及使用情况计入容许承载力的提
高系数;
CX——顺桥方向验算时,基底受压面积在顺桥方向的长度,cx
?
3(
b 2
?
ex
)
;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CY——横桥方向验算时,基底受压面积在横桥方向的长度,cy
第二节 重力式桥墩的计算
桥墩计算可按以下步骤进行: (1)根据构造要求和经验拟定各部分尺寸; (2)计算作用在桥墩上的作用; (3)进行作用布置与作用效应组合,并选取截面,计算各截面的内力; (4)验算墩身截面承载力和偏心距; (5)验算地基承载力和偏心距; (6)验算桥墩倾覆和滑动稳定性。
除此之外,还应结合施工情况进行必要的验算。如拱桥在施工过程中可能产 生的单向水平推力,可使砌体强度和基底土的承载能力提高,使倾覆和滑动稳定 性系数降低。
?
3(
a 2
?
e
y
)
;
其中:ex、ey——合力在x轴和y轴方向的偏心距。
(二)基底偏心距验算
为了使恒载基底应力分布比较均匀,防止基底最大压应力与最小压应力相差过 大,导致基底产生不均匀沉降和影响桥墩的正常使用,故在设计时,应对基底合力 偏心距加以限制,在基础纵向和横向,其计算的荷载偏心距应满足下表要求。
桥墩计算
武汉理工大学交通学院
制作:陈小佳
第二章 桥墩计算 2.3 桩柱式桥墩的计算
2.3.2. 桩身计算 抗推刚度 单位力作用下墩顶的水平位移δi
δi P=1
l
δi=1
产生单位位移下墩顶的水平力ki
l
ki
武汉理工大学交通学院
制作:陈小佳
第二章 桥墩计算 2.3 桩柱式桥墩的计算
2.3.2. 桩身计算 墩顶制动力计算:
顺桥方向
N ex
σ
σ
max
=
=
2N ≤ [σ ] ac x
2N ≤ [σ ] ac y
b/2
b/2
横桥方向
max
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制作:陈小佳
第二章 桥墩计算 2.2 重力式桥墩计算
2.2.3. 基础底面土的承载力和偏心距验算 基底偏心距的验算 偏心距越大,基底的应力分布越不均匀,将导致基 底的不均匀沉降。
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第二章 桥墩计算 2.1 荷载及其组合
2.1.1. 荷载 永久荷载
上部构造恒载产生的支撑反力 桥墩自重 预应力 基础变位影响力 水的浮力
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第二章 桥墩计算 2.1 荷载及其组合
2.1.1. 荷载 可变荷载
汽车荷载(冲击力):柱式墩、重力式墩(台) 人群荷载 作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力 汽车荷载制动力 流水压力 冰压力 上部结构因为温度变化对桥墩产生的水平力 支座摩阻力
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第二章 桥墩计算 2.2 重力式桥墩计算
2.2.4. 桥墩整体稳定性验算 倾覆稳定性验算
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桥梁墩台计算解析
2.拱桥重力式桥墩 (1)顺桥方向的作用及其效应 组合 • 对于普通桥墩应为相邻两 孔的永久荷数,在一孔或 跨径较大的一孔满布车道 荷载和人群荷载,其它可 变荷载中的汽车制动力、 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 孔的永久荷载作用效应.
Pi H ip
H
ia
三、相临墩台均匀沉降差 当墩台建筑在地质情况复杂 , 土质不均匀及 承载力较差的地基上 , 以及相临跨径差别悬 殊而需计算沉降差或跨线桥净高需预先考 虑沉降量时,均应计算其沉降. 四、基础底面土的承载力和偏心矩验算
第三节 桩柱桥墩计算
一、盖梁计算 (1)计算图式:简支梁或连续梁 (2)外力计算:上部自重、盖梁 自重、活载等 (3)内力计算 (4)配筋验算 二、柱身计算 (1)外力计算 (2)内力计算 (3)配筋验算 (4)抗裂验算
第二章 桥梁墩台计算
第一节 作用及其效应组合
一、桥梁计算中的作用 1.永久作用
1.上部构造的自重对墩帽或拱座产生的支承反力,包 括上部构造混凝上收缩、徐变影响; 2.桥墩自重,包括在基础襟边上的土重; 3.预应力 4.基础变位影响力 5.水的浮力,
2.可变作用 1)汽车荷载 2)人群荷载 3)风荷载 4)制动力 5)流水压力 冰压力 6)温度力 7)支座摩阻力
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
二、桥墩的稳定性验算 1.纵向挠曲稳定性验算
抗倾覆稳定性验算
2.整体稳定性验算
抗滑稳定性验算
M稳 抗倾覆稳定系数 K0 M倾 抗滑稳定性系数 Kc
桥墩计算
rb
0.95
rc
1.25
rc桥墩竖向力
项目 单位 符号 数量 恒载反力 桥墩自重 kN kN F F 12200 1178.1 合计 kN F 13378.1
4 桥墩综合计算
4.1 墩底位置计算 项目 横向弯矩 纵向弯矩 轴力 核心半径 合计弯矩 墩直径 弯矩应力 轴力应力 最大压应力 所需混凝土 钢筋拉应力
单位 符号 数量
2 桥墩纵向计算
2.1 桥墩纵向制动力 项目 一列车重 车列数 单位 kN * 符号 F * 数量 4150 2 2.2 桥墩纵向温度内力 项目 墩弹模 墩直径 单位 MPa m 符号 E D 数量 30000 2 2.3 桥墩墩底纵向弯矩 项目 温度弯矩 制动力弯矩 单位 kN-m kN-m 符号 Mt Mf 数量 2120.6 4668.8 制动力 kN F 622.5 墩惯矩 m4 I 0.7854 合计 kN-m M 6789.3 墩长 m L 15 墩长 m L 15 墩底弯矩 kN-m M 9337.5 线涨系数 * a 0.00001 温度 ℃ t 25 梁长 m l 27 温度变形 m △ 0.00675 墩底弯矩 kN-m M 2120.6
kN-m Mt 1731.3
kN-m Mf 6789.3
kN F 13378.1
m R 0.25
kN-m M 7006.5914
m D 2
MPa σ 8.92
MPa σ 4.26
MPa σ 13.18
MPa Rab 21.97
MPa σ -37.30
二
制动桥墩极限承载力计算
项目 单位 符号 数量 工作系数 * 砼系数 * 混凝土强度 桥墩直径 MPa m Ra 23 D 2 桥墩面积 * A 3.1416 钢筋系数 * 钢筋强度 MPa 钢筋面积 m2 Ag' 0 墩高 m H 15 纵弯系数 极限承载力 * kN φ 0.895 Nj 49149
第二章第二章桥墩的计算
(二)桥墩计算中考虑的可变作用 1.作用在上部构造上的汽车荷载,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.人群荷载; 3.作用在上部构造和墩身上的纵、横向风力; 4.汽车荷载引起的制动力; 5.作用在墩身上的流水压力; 6.作用在墩身上的冰压力; 7.上部构造因温度变化对桥墩产生的水平力; 8.支座摩阻力。 (三)作用于桥墩上的偶然作用 1.地震力; 2.船只或漂浮物的撞击力。
(二)拱桥桥墩的作用布置及作用效果组合
第二种组合:桥墩在顺桥向承受最大偏心和最大弯矩的组合
它是用来验算顺桥向墩身承载力和偏心距、地基承载力和偏心距以及桥墩的稳定性,即除永久作用外,只在一孔上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,同时还可能作用着其它纵向力,如制动力、温度作用、纵向风荷载、拱圈材料收缩作用、船或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
2、顺桥向作用效应组合(双孔布置和单孔布置分别组合)主要有: 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+纵向风荷载+制动力+温度影响力。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+船只撞击作用或漂浮物撞击作用。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+汽车撞击作用。 需要强调的是,以上各种荷载组合均应满足《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)中所规定的安全系数、容许偏心距和稳定系数;而且,为使设计合理、符合实际情况,有的荷载不能同时组合,
装配式公路桥墩结构型式与实用计算方法_pdf
装配式公路钢桥桥墩是与装配式公路钢桥配套使用的抢修桥墩,在欧美等 发达国家具有较大的储备量。我国目前具有大量的装配式钢桥储备量,同时新 型钢桥电在加紧研制与储备,而我国目前尚无装配式公路钢桥桥墩,这种有梁 无墩的情况,对交通应急保障极为不利,应尽快研制装配式公路钢桥桥墩。
Key words:the assembled piers for highway,structure shape,FEA,stability,pole, AYSYS
第一章绪论
第一章绪论
1.1 概述
随着我困公路交通的发展,尤其是高速公路的蓬勃发展,公路交通在平时 及战时的重要性同益提高,保证公路畅通对国民经济发展吸战时交通保障具有 重要意义。
In this paper,the basic theories of the finite element analysis are firstly discussed, then introduce the beam element in the software ANSYS,and analyze Timoshenko’S beam thinking over the shear deformation.With the qualification and stipulation in the assembled piers,then the structure is defined.According to constitution,three dimension finite—element analysis models of the assembled piers is established with ANSYS,the static analysis under many kinds of operating modes are analyzed.Then the stability theories of assembled pier structure are introduced.The analyses for the most unfavorable operating modes are carried on,the corresponding stable coefficient is obtained,and the most dangerous operating mode is reached.
圆端形桥墩工程量计算过程及方法
圆端形桥墩工程量计算过程及方法
基础体积计算:
一、根据三视图可以判断底面为2个正四棱柱,根据柱体体积计算公式可以得出,V=V1+V2=(长×宽×高)+(长×宽×高)=(5.88×4.78×1)+(4.58×3.48×1)=44.045立方米
二、墩身体积计算:根据三视图和课本92页圆端形桥墩墩身体积拆分方法,可以认为墩身是由一个横卧的梯形柱和两个半圆台组成,根据计算方法V 梯=(侧面梯形面积×T形柱的厚度)=(1.9+2.68)×6÷2×1.5=20.61立方米。
圆台体积V=1/3(S上+S下+2S上×S下))×h=
(3.14×0.95×0.95+3.14×1.34×1.34+2S上×S下)×6=24.939立方米。
所以总体积=20.61+24.939=45.549方
三、托盘体积计算:
根据三视图和课本94页,圆端形桥墩托盘体积拆分方法,可以认为托盘是一个纵卧的梯形柱和两个半斜圆柱,根据体积计算方法V梯=(侧面梯形面积×T形柱的厚度)=(1.5+3.7)×1.4÷2×1.9=6.916立方米。
根据斜圆柱体积计算公式=圆底面×斜圆柱高=3.14×0.95×0.95×1.4=3.967,所以托盘体积=6.916+3.967=10.883。
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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。
[歼MIU
LI
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
—。
*
-- ■'(cm)
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:
3舒同
2、基底偏心矩验算
%丈血]
(四)桥墩的整体稳定性验算
1倾覆稳定性验算
> --- 令; --- =—工心
%乞(孕J+刀〔珮)兔L °J
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。
二、桩身计算分刚性和柔性两种
桥墩计算的注意事项以及计算哪些内容?
请大家讨论一下桥梁桥墩计算的时候要注意什么,要计算些什么内容?
1.强度计算那是必不可少的;刚度计算是不是计算墩顶和桩顶位移就好了, 计算中肯定遇到过麻烦吧?
2.稳定计算应该分总体和局部吧?
3.总体是不是用欧拉公式,对于下端为桩基础,上段为板式、盆式支座或者固结的墩计算长度取多少?
4.局部稳定怎么算?用有限元软件进行分析时如何进行判定是否稳定?
5.温度影响力如何进行考虑?风力?制动力?还要考虑其他因素吗?带墩帽的桥墩,建整体模型来计算,桩基采用等刚度模拟,温度个人觉得取整体升降温就0K了。
位移算出来和支左容许位移比较。
其余参照规范实施。
能不能把墩顶位移验算说详细点:墩顶位移限值取多少?0.5 倍根号L 厘米吗?很多高桥墩控制不住呀!!!请高手指点
能不能把墩顶位移验算说详细点:墩顶位移限值取多少?0.5 倍根号L 厘米吗?很多高桥墩控制不住呀!!!请高手指点[/quote] 公路桥的桥墩一般为柔性墩,位移可以大于0.5 倍根号L 厘米。
1,高墩采用刚构多好。
桩顶位移6mm大于6应降低m法计算中的m 值。
2,稳定一般算分支点失稳,极值点失稳不太好计算,理论要求高,用到塑性理论了
3,总体也不仅仅是欧拉公式,稳定计算中恒载一般也作稳定外荷载考虑
的
4,二次稳定midas ,ansys 均能作,判断失稳要求看材料参数的设置了5,荷载均考虑。
一般摩阻力控制设计。
但是温度制动力分配仍达不
到摩阻力时是否用摩阻控制一直没有明文规定如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。