12.2桥梁墩台的计算

1、12.2 12.2 桥梁墩台的计算桥梁墩台的计算 一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合 作 用 永久作用：恒载、土重和侧向土压力、预应力 （组合式桥墩）、混凝土收缩及徐变的影响力、 水的浮力； 可变作用：汽车荷载、汽车冲击力、离心力、 汽车荷载引起的土侧压力、人群荷载、纵、横 向风力、汽车制动力、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：船只或漂流物撞击力，地震力； 总之，在墩台设计计算过程中，应根据墩台的构造 和受力特点，考虑工作阶段，给出可能同时作用荷 载的效应组合，以确定出最不利的受力状态。 12.2.1 重力式桥墩 1. 1. 作用组合作用组合

2、（1 1）梁桥重力式桥墩）梁桥重力式桥墩 第一种组合。在桥墩各截面上可能产生的最大竖 向力。用来验算墩身强度和基底最大应力。 第二种组合。桥墩各截面在顺桥方向上可能产生 的最大偏心距和最大弯矩，用来验算墩身强度、基底 应力、偏心以及桥墩的稳定性。 第三种组合。桥墩各截面在横桥方向上可能产生最 大偏心和最大弯矩。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。 （2 2）拱桥重力式桥墩）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

3、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。 2. 2. 重力式桥墩验算重力式桥墩验算 重力式桥墩的一般计算程序 （1 1）桥墩墩身强度验算）桥墩墩身强度验算 验算截面的选取： 较矮的桥墩：墩身底截面和突变处截面； 较高的桥墩，沿竖向每隔2323米验算一个截面。米验算一个截面。 重力式 桥墩 强度 偏心矩 稳定 圬工结构 验算步骤： 1）内力计算。按照各种组合，分别计算各验算截面的竖 向力N、水平力H和弯矩M。 2）截面强度的验算。重力式墩台主要采用圬工材料建造， 一般为偏心受压构件，截面强度的设计验算采用分项安全

4、 系数的极限状态法。在不利荷载组合作用下，验算墩台各 控制截面荷载效应的设计值（内力）应小于或等于结构抗 力效应的设计值，以方程表示为 ()(,) j dsosldk m R SQRa 3）截面偏心距验算。桥墩承受偏心受压荷载时，各验算 截面在各种组合的偏心距 应小于表3.0.2-1的容许值。如果超过时， 可按下式确定截面尺寸 4）抗剪强度的验算。当拱桥相邻两孔的推力不相等时， 常常要验算拱座底截面的抗剪强度。 0 M e N （2）墩顶水平位移的验算对于高度超过20m的重力式 墩台及轻型墩台，应验算顶端水平方向的弹性位移， 并使其符合规定要求。墩台顶面水平位移的容许极限 值为 （3）基础底面

5、土的承载力和偏心距的验算见基础 工程课 （4）桥墩的整体稳定性验算 1）倾覆稳定性验算。 抵抗倾覆的稳定系数： 2）滑动稳定性验算。抵抗滑动的稳定系数： 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。 12.2.2 12.2.2 桩柱式桥墩计算特点桩柱式桥墩计算特点 1 1盖梁设计盖梁设计 计算图式： 盖梁与桩柱实际为刚接，但可根据情况适当进 行简化： 1）盖梁与桩柱的线刚度比大于5时，忽略节点 不均衡弯矩的分配及传递，双柱式墩按简支梁 或双悬臂梁计算和配筋，多根柱的盖梁按连续 梁计算； 2）刚度比小于5或桥墩承受较大横向力时，盖 梁应作为横向

6、刚架的一部分进行计算。 设计方法： 1）当l/h5.0时，应按一般构件的有关 规定计算；2）当简支梁2.0l/h5.0， 对连续梁2.5l/h5.0时，按本节规定 进行验算和配筋； 3）对于简支梁l/h2.0,对于连续梁 l/h2.5时，应按深梁计算。 （1）作用效应计算 1）永久作用。 2）可变作用。分别按其在盖梁上可能产生的最 不利情况，求出支点最大反力作为盖梁的可变 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，按其它方法计算。 3）施工吊装荷载。盖梁在施工过程中，荷载的 不对称性很大，各截面将产生很大的弯矩，因 而要根据当时的架桥施工方案可能

7、出现的施工 荷载进行组合，对各截面的受弯、受剪进行验 算。 （2 2）内力计算）内力计算 控制截面通常选在支点和跨中截面。 支点负弯矩：非对称布置车道荷载、人群荷载，恒 载的反力； 跨中正弯矩：对称布置车道及人群荷载，恒载的反 力。 桥墩沿纵向的水平力以及上部结构可变作用的偏心 对盖梁将产生扭转，计算中应加以考虑。 （3 3）作用效应组合及内力包络图）作用效应组合及内力包络图 （4 4）截面验算及配筋）截面验算及配筋 12.2.3 重力式桥台计算 （1）梁桥重力式桥台 1）作用布置（只考虑顺桥向）。 汽车荷载（车辆荷载）可按以下三种情况布置： （1）仅布置在台后填土的破坏棱体上； （2）仅布置

8、在桥跨结构上； （3）在桥跨结构上和台后填土破坏棱体上同时布置。 说明： 1、在个别情况下，还要考虑在架梁之前，台后已填 土完毕并在其上布置有施工荷载的情形。 2、在计算台后的土侧压力时，一般按主动土压力计 算，其大小与土的压实程度有关。因此，在计算桥 台前端的最大应力，向桥孔一侧的偏心和向桥孔方 向的倾覆与滑动时，按台后填土尚未压实考虑；当 计算桥台后端的最大应力，向路堤一侧的偏心和向 路堤方向的倾覆与滑动时，则按台后填土已经压实 考虑。 2）作用组合。 根据作用布置情况，重力式桥台通常进行如下几种组合： 1 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (此组合是验算地基永久荷载作

9、用时的合力偏心距)。 2 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力。 3 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力+制动力。 4 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力+支座摩阻力。 5 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的车辆荷载所引起的土侧压力)。 6 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的车辆荷载所引起的土侧压力)+支 座摩阻力。 （2）拱桥重力式桥台 1）作用布置（只考虑顺桥向）。 1 、桥上布置车道荷载及人群荷载，使拱脚水平推力HQk 达到最大值、温度上升，制动力向路堤方向，台后按压 实土考虑土侧压力，使桥台有向路堤方向偏移的趋势； 2 、台后破坏棱体上有车辆荷载，桥跨上无车道荷载及 人群荷载，温度下降，台后按未压实土考虑土侧压力， 拱圈材料收缩作用使桥台有向桥跨方向偏移的趋势。 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