第二章 桥墩计算复习过程
桥墩复习总结版(铁大专用)(优秀版)word资料
桥墩复习总结版(铁大专用)（优秀版）word资料1桥墩分类及组成2重力式桥墩尺寸拟定考虑因素3纵横向预偏心桥墩各适用什么情况？为什么？4铁路桥及公路桥荷载分类？中荷载加载图示有几种？请画出.什么是荷载组合？为什么要进行荷载组合5制动力和离心力各属于什么性质的力？如何计算？作用点？两者同时计算时如何处理？6重力式桥墩验算内容7柔性墩的力学特点8空心墩构造9温度应力种类10浅平基设计原则11确定基础埋置深度考虑因素12浅平基的检算内容13对基础进行偏心检算的原因14基底应力检算中什么情况需进行应力重分布计算？15刚性角16桩基础的组成和分类17桩的平面布置方式及与承台连接18桩基础的检算内容19地基系数的含义及计算方法20单桩的破坏形式及但桩轴向允许承载力确定方法21为什么检算了单桩允许承载力还要验算群桩承载力22沉井基础的分类及组成23沉井基础的特点24沉井作为整体基础验算做的假定25沉井下沉困难时辅助措施26沉井的下沉办法27梁在曲线上的布置方式28偏角法定墩位三要素及其含义29桥台的布置方式30全桥总偏角31偏角组成部分32钻孔灌注桩的成孔方法33钻孔灌注桩施工中泥浆、护筒作用及清孔方法34高桥墩施工方法35明挖基础的支护方法36基底的检算要求和检算项目37围堰1桥墩分类及组成：桥墩主要由墩台帽、墩台身、基础组成；分类：重力式桥墩和轻型桥墩. 2重力式桥墩尺寸拟定考虑因素：梁的跨长、梁的全长、梁梗中心线位置、支座底板尺寸及梁端缝隙的大小，架梁和养护时移梁、顶梁的需要，施工、运营、养护维修以及其他特殊需要3纵横向预偏心桥墩各适用什么情况？为什么？：○1横向预偏心：即是将桥墩纵向中心线向线路外侧移动一定距离而桥跨中线和支座垫石位置不动，其目的是使桥跨自重和列车竖向活载对桥墩压力产生向曲线内侧的力矩，以平衡列车离心力引起的向外侧力矩○2纵向预偏心：当桥墩上相邻梁跨的跨度不等时，为了减少桥墩在荷载作用下的偏心力矩，通常将大跨度梁的支座中心布置在离桥墩中心线接近的地方，使桥墩中心线与梁缝中心线错开一定的纵向距离形成纵向预偏心4铁路桥及公路桥荷载分类？中荷载加载图示有几种？请画出.什么是荷载组合？为什么要进行荷载组合：○1恒载（桥跨自重和墩身自重）、活载、离心力、制动力或牵引力、风力、流水压力、列车横向摇摆力○2四种：单孔荷载、单孔轻载、双孔重载、双孔空车活载P30○3荷载组合：所有可能以最大值或较大值同时出现的荷载，因而在桥墩、台力学计算时就存在着荷载的组合问题，也就是哪些荷载同时发生才是最不利情况：只有按最不利荷载组合进行验算，才能保证桥梁墩、台的正常使用5制动力和离心力各属于什么性质的力？如何计算？作用点？两者同时计算时如何处理？○1制动力：附加力；离心力：主力；计算P31○2曲线桥墩，当制动力（或牵引力）与离心力同时计算时，由于二者不能同时达到最大值故《铁路桥涵设计规定》规定制动力按列车竖向活载重量的7％6重力式桥墩验算内容：○1墩身受压稳定性检算○2墩身截面强度检算；弯矩增大系数η：对于下端固定于基础顶面，上端为自由的桥墩，在外力作用下的侧向位移以墩顶处为最大，即墩身底部截面处的弯矩增大系数η最大；应力重分布：由于混凝土及石砌圬工的抗拉强度很低，当截面应力出现拉应力时，则假定圬工不能承受而开裂，开裂部分的圬工退出工作，截面应力将重新分布7柔性墩的力学特点：将简支梁桥的大部分活动支座改为固定支座，并通过桥跨把相邻几个墩纵向串联在一起，从而达到改变制动力传递方式的目的，构成了“固定支座柔性墩”体系8空心墩构造：○1最小壁厚：钢筋混凝土不宜小于30cm，混凝土不小于50cm○2立面形式为不等壁厚的斜坡式○3设有横隔板○4设置实体过渡段○5设置适量通风口○6设置排水坡○7设置进水孔9温度应力种类：温度自应力、温差应力、温度应力10浅平基设计原则：○1基础本身的强度不得超限○2地基土的强度不得超限（指持力层强度，若基底下不远处有软弱下卧层，则尚应检算此下卧层的强度）○3基础不得倾倒及滑走，即应检算其倾覆和滑动稳定性○4基础倾斜不得过大，合力偏心应小于容许值○5基础要耐久可靠，这主要靠建筑材料和埋深来保证○6有时还要检算基础的沉降和沉降差，特别是对超静定的连续梁、拱桥结构等。
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。
【曲线桥桥墩桥台的计算方法】桥台和桥墩
【曲线桥桥墩桥台的计算方法】桥台和桥墩曲线桥桥墩、桥台的计算方法所有的曲线桥都有偏心距E ，有的还有横向预偏心（暂用F 表示），直线桥一般没有（特殊情况除外），所以曲线桥桥墩、桥台计算是桩基、承台、墩身、托盘、顶帽、牛腿、下锚平台都要偏移E+F的距离（E 、F 图纸上备注的单位都是cm ，计算时要注意），但是支撑垫石只偏移E 的距离。
图1图2一、桥墩的计算算出墩中心偏移E+F后的坐标、方位角→以墩中心的坐标、方位角为基准计算其它需要放样点的坐标。
计算时，可采用莉萨公式或程序，也可采用孙队长编的那套计算程序，如何使用程序再此不再详述，请教测量队人员。
举例1：SD1K2+085 乔村中桥1#墩康营1. 15SD1K2+0851. 15中心说明：1#墩在S D 1K 1+891.28~SD 1K 2+619.24段圆曲线上，1#墩左偏偏心距E =12cm、向左横向预偏心40cm ，计算时请注意桩、承台、墩中心均向曲线外侧偏移52cm (即：向线路前进方向的左侧偏移52cm ) 。
二、桥台的计算桥台计算采用台前、台尾中心点连线计算（图1、图2），以台前中心点（即胸墙线中心）为基准点、以台前中心点指向台尾中心点的方向为方位角需放样点的坐标。
计算太焦立交桥南台为例。
太焦立交桥南台前：SD1K1+225.64，南台尾：SD1K1+210.34。
南台在曲线上（HY ：SD1K0+707.00，YH ：SD1K1+606.54，R=550m），桥台中心南台前向左横向预偏心E=10cm，南台尾横向预偏心E=0，（即南台前向线路前进方向左侧偏移10cm ，南台尾不偏移）。
计算步骤：计算台前台尾偏移E 后的中心坐标（南台前：SD1K1+225.64，X1=4118.088，Y1=49390.485，南台尾：SD1K1+210.34，X2=4132.239，Y2=49396.303）→计算两点连线的方位角，得α=22-20-57.76→用辛普森程序计算需放样点的坐标。
桥梁工程主要工程量计算(带公式)
桥梁工程主要工程量计算(带公式)
本桥共有四种桥墩形式，分别是柱式、空心、薄壁和墙式桥墩。
其中，空心墩是最难计算的。
接下来，我们将从易到难，逐一说明各种桥墩的工程量计算公式。
对于1、2、3号柱式桥墩，每个墩柱直径均为1.8m。
因此，柱式桥墩的总工程量等于每个墩柱的总长与墩柱截面积的乘积。
每个墩柱的截面积可以通过四分之π乘以直径的平方来计算。
1号墩柱均长9.0m、2号墩柱均长10.m、3号墩柱均长17.0m，每个墩均有3个墩柱。
因此，1、2、3号柱式桥墩的
总工程量为274.8（m3）。
5、6号薄壁桥墩由两个带圆角的扁矩形柱组成，每个扁
矩形柱的外框尺寸均为12.85m和 1.80m，截面积相等。
因此，薄壁桥墩的总工程量等于各个扁矩形柱的总长与扁矩形柱截面积的乘积。
每个扁矩形柱的截面积可以通过计算中间大矩形面积、长边两个长矩形面积、短边两个短矩形面积和一个圆形面积来得出。
5、6号薄壁桥墩的总工程量为2868.5（m3）。
7号墙式桥墩的截面形状为……（此处缺失）。
在图纸上，钢筋的长度通常以米为单位，直径则以毫米为单位标出。
那么，如何计算钢筋的重量呢？已知钢筋的长度，如果能根据钢筋的直径推算出每米重量，那么就能计算出整根钢筋乃至整个结构的钢筋重量了。
钢筋的直径和每米重量之间有什么关系呢？答案是：直径的平方乘以0.617，就是每米公斤重。
例如，钢筋直径为
φ12mm，每米重量就是1.2×1.2×0.617=0.888kg。
习题答案-第2章复习课程
基底应力为常水位、单孔重载或双孔重载、主力+纵向附加力控制。
①地基承载力的修正
②基底截面特性
基底面积 m2
截面模量 m3
核心半径 m
③作用在基底上的荷载
单孔重载
kN
kN.m
双孔重载
kN
kN.m
④地基强度检算
单孔重载
满足地基强度要求。
双孔重载
基础体积 m3
基础重量 kN
（5）基础台阶上土体重量
台阶上土体体积
m3
台阶上土体重量 kN
（6）水浮力
①常水位时
正面图的墩身顶面宽度为 m
侧面图的墩身顶面宽度为 m
水下圬工体积
m3
水浮力 kN
②设计频率水位时
正面图的墩身顶面宽度为 m
侧面图的墩身顶面宽度为 m
水下圬工体积
m3
水浮力 kN
（7）作用在基底上的恒载
习题答案-第2章
2－7如习题图1所示的16m等跨度钢筋混凝土梁，梁全长16.5m，粱缝6cm，采用列车中－活载，计算不同加载图式的列车竖向静活载在桥墩基底产生上的荷载大小。
解：
活载布置
（1）单孔重载，活载布置如图（a）所示。
根据 ，可得支点反力 为
kN
作用在基底上的竖向活载为
kN
令基底横桥方向中心轴为 轴，顺桥方向中心轴为 轴，则
满足地基强度要求。
（2）基底偏心距检算
基底偏心距一般为常水位、单孔轻载、主力+纵向附加力所控制。
①作用在基底上的荷载
kN
kN.m
②容许偏心距
查表2－14，建于非岩石地基（包括土状的风化岩层）上的墩台，当承受主力加附加力时，
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。
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
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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）=（××1）+（××1）=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）=（+）×6÷2×=立方米。
圆台体积V=1/3（S上+S下+2S上×S下））×h=（××+××+2S上×S下）×6=立方米。
所以总体积=+=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）=（+）×÷2×=立方米。
根据斜圆柱体积计算公式=圆底面×斜圆柱高=×××=，所以托盘体积=+=。
桥墩桥台结构及计算
３）桥墩承受最大横桥方向的偏载、最大竖向荷载。可按公路桥梁设计规 范中的组合I、II、III、IV荷载内容组合。
４）桥墩在施工阶段的受力验算。按组合V 进行验算。
５）需要进行地震力验算的桥墩，还要按组合VI进行验算。 各种不同的荷载组合，均应满足公路桥涵设计规范中所规定的强度安 全系数、容许偏心距和稳定系数。
三、桥墩防撞 流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和大面积 流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。对此，在中等以上流冰河道（冰 厚大于0.5 m，流水速度1 m/s左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水 方向设置破冰棱体 航运繁忙的河道，船只往往因突发原因引起航行失控，或是因能 见度低造成船舶与桥墩相撞。桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲 击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改变船只 冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏
其他可变荷载不同时组合表 表 2-7-2 编号 荷 载 名 称 不与该荷载同时参与组合的荷载号 14 风 力 15 汽 车 制 动 力 16,17,19 16 流 水 压 力 15,17 17 冰 压 力 15,16 18 温 度 影 响 力 19 支 座 摩 阻 力 15 注：荷载号与公路桥梁设计规范中编号一致。
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
高墩
验算截面的内力计算
按照各种组合，分别计算各验算截面的竖向力、水平力和弯矩， N、H
§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
武汉理工大学交通学院
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。
武汉理工大学交通学院
制作：陈小佳
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
武汉理工大学交通学院
制作：陈小佳
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
武汉理工大学交通学院
制作：陈小佳
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
武汉理工大学交通学院
桥梁墩台 Ch6—2
Li / R
s ）可计算梁的下缘伸长值
Yangzhou University
《桥梁工程》
第二节 桥梁墩台计算
一、作用及其效应组合
桥墩计算中的作用
永久作用
(1) 上部构造的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力 （混凝土收缩、徐变）
(2) 桥墩自重
(3) 预应力（装配式预应力空心桥墩）
(4) 基础变位影响力（非岩石地基上的超静定结构） (5) 水的浮力
Yangzhou University
《桥梁工程》
（2）假定上部结构与桩柱顶不发生相对位移，制动 力按各墩抗水平位移的刚度分配。 桩柱式柔性墩， 墩柱下端固结在基础或承台顶面，其抗水平位移的 刚度为（等截面刚度）：
3EI 1 Ki 3 li i
i
—单位水平力作用在柔性墩顶面时，该处的水平位移
Yangzhou University
《桥梁工程》
柱身计算
（1）外力计算
桥墩桩柱的外力有上部结构永久作用与盖梁的永久作 用引起以及桩身自重；活载按设计荷载布置车列，得到最 不利的作用效应组合，作用效应组合后要分别比较哪一种 情况控制桩长和桩的内力。桥墩的水平力有支左座摩阻力 和汽车制动力等
Yangzhou University
Yangzhou University
《桥梁工程》
桥墩的稳定性验算
（1）抗倾覆稳定验算
M 稳 y1P 1
M稳 K1 K 01 M倾
M 倾＝P i ei Ti hi
Yangzhou University
《桥梁工程》
（2）抗滑动稳定性验算
f P K2 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，
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
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，
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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，可以不计水的浮力；当不能肯定是否透水时，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Ⅲ。
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Ⅱ。
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Ⅱ或组合Ⅳ。
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；
V p——与车辆活载产生的H。
最大值相
对应的拱脚竖向反力，可按支点反力影响线求得；
V T——由桥面处制动力H制引起的拱脚
竖向反力，即，其中h为桥面至拱脚的高度，l
为拱的计算跨径;
H g、H g‘——不计弹性压缩时在拱脚处由结构自重引起的水平推力；
ΔH g、ΔH g‘——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 t、H t`——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 r`——拱圈材料收缩引起的拱脚水平拉力；
M g、M g`——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、M`t——温度变化引起的拱脚弯矩；
M r、M`r—一拱圈材料收缩引起的拱脚弯矩；
W——墩身纵向风力。
2）横桥向的荷载布置及其组合
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
按顺桥
向和横桥向计算求得相应的纵向力、水平力
、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e0的计算
4、抗剪强度的验算
（二）墩顶水平位移的验算
（cm）
式中：l——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：
2、基底偏心矩验算
（四）桥墩的整体稳定性验算
1、倾覆稳定性验算
2、抗滑动稳定性验算
第二节桩柱式桥墩计算要点
一、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OK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。