桥梁墩台计算

1.梁桥重力式桥墩
• 1 ．第一种组合：按桥墩 各截面上可能产生最大坚 向力的情况进行组合。此 时将汽车车道均布荷载纵 向布置在相临的两跨桥孔 上,并将集中荷载布置在计 算墩处,这时得到桥墩上最 大的汽车竖向荷载,但偏心 较小.它用来验算墩身强度 和基底最大应力.
2) 第二种组合 : 按桥墩各截面在顺桥 方向上可能产最大偏心和最大弯 矩的情况进行组合。 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；
验算内容:截面强度、地基应力、稳定性
二、计算步骤 1.桥墩抗推刚度 k墩i 的计算 抗推刚度是指使墩顶产生单位水平位移所需施加的水平反 力；
k 墩i 1
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l i i 3EI
3
(1)当墩柱下端固定在基础或承台顶面时
(2)当考虑桩侧土的弹性抗力时, i 则按桩基础的有关公 式计算
i ——单什水平力作用在第i个柔性墩顶产牛的水平位移(m ／KN)
3)第三种组合:按桥墩个截面在横桥向 可能产生最大偏心和最大弯矩的情 况进行组合. • 桥跨上的汽车荷载可能是一列或几 列靠边行驶，这时产生 • 最大横向偏心距，也可能是多列满 载,使竖向力较大，而横向偏心较小。 • 它是用来验算在横桥方向上的墩身 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，此外还应考虑其它可变荷 载(例如横向风力、流水压力或冰压 力)或者撞击力
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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 桩柱式桥墩计算
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
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——第i墩柱下端固接处到墩顶的高度(m)；
(八)计入板式橡胶支座约束影响后的桩墩计算 图5—2—81))个明确展示，每个桥墩的顶部并非完全自由， 而是受到板式橡胶支座的弹性约束.梁体上的水平力是通过 板式支座与墩、梁接触面的摩阻力传递至桥墩，它既使墩 顶产牛水平位移，又使板式支座产生剪切变形，如[图5— 2-12b))：当梁体完成了这个水平力的传递以后，梁 体处于暂时的稳定状态,这时由于存在轴力N和墩身自重的 影响．将使墩顶产生附加变形，于是．板式橡胶支座由原 东传递水平力的功能转变为抵抗墩顶继续变形的功能。当 墩身很柔时。有可能使支座原来的剪切变形恢复到零,逐渐 过渡到反向状态,如图5—2—12c)所示 根据这个工作机理，便可将每个桥墩的受力状态[5—2— 13a)]分解为两个工作状态的组合
• 2．横桥向的作用及其效应组合 • 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、地震力等。但是对于公路桥 梁，横桥方向的受力验算一般不控制设计。 • 以上所述的各种荷载组合是对重力式桥墩而言的．对于 其它形式的桥墩，则要根据它们的构造和受力特点进行具 体分析，然后参照上述的一般原则，进行个别的作用效应 组合.这里需要注意的是Leabharlann Baidu • 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．
第四节 柔性排架墩计算
一、基本假定 (一)外荷载除恒载、车辆活载外，还应入汽车制功力、温度 影响力，必要时还包括墩身受到的风力、但梁身的混凝土收 缩、徐变等次要因素可忽略不计。 (二)计算制动力时，各墩台受力按墩顶抗椎刚度分配,在计算 土压力时，如设有实体刚性墩台，则全部由有关刚性墩台承 受：如均为柔性墩，则由岸墩承受土压力。并假定此时各个 墩顶与上部构造之间不发生相对位移。 (三)计算温度变形时，墩对梁产生的竖向弹性拉伸或压缩影 响忽略不计，而只计桩墩顶部水平力对桩墩所引起的弯矩的 影响。 (四)在计算梁墩之间橡胶支座的水平力剪切变形时，忽略因 梁体的偏转角θ对它的影响。
第五节 桥台计算 一、重力式桥台计算
1.作用于桥台上的荷载 • • • • 1.永久作用 上部结构自重 桥台重力 混凝土收缩在拱座处 引起的反力 • 水浮力 • 台后土侧压力 • • • • 2.可变作用 汽车荷载 人群荷载 汽车荷载引起的土压 力 • 制动力 • 摩阻力
2.作用效应组合
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
3.偶然作用 1)地震作用 2)船只或漂流物的撞击力
二、作用效应组合
• 为了找到控制设计的最不利组合，通常 需要对各种可能的组合分别进行计算，并 且在计算时还需按纵向及横向的最不利位 置布载：在桥墩计算中，一般需验算墩身 截面的强度、墩身截面上的合力偏心距及 其稳定性。为此需根据不同的验算内容选 择各种可能的最不利菏载组合。
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K 0 M倾 抗滑稳定性系数K c
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.