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文档简介
学习情境二桥梁墩台设计学习情境二桥梁墩台设计工作任务一桥墩设计与计算学习目标:1.叙述桥墩上的作用及最不利作用布置;
2.能够进行桥墩的尺寸确定;
3.知道重力式桥墩的设计计算内容并按照公路桥涵设计规范要求完成桥墩设计;
4.知道桩柱式墩的设计要点“叙述常用墩台的类型及使用场合。任务描述:根据所学知识并视需要收集相关信息,完成桥墩的施工图设计,并上交《××桥梁桥墩设计说明书》和桥墩施工图。学习引导:本工作任务沿着以下脉络进行学习:
一、桥墩上的作用及其作用效应组合
1.桥墩上的作用
桥墩计算中考虑的永久作用
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。
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。
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。
3)汽车的撞击作用2.作用的计算1)上部结构重力桥梁上部结构重力包括桥面系、主梁及其它附属物,其传至墩台的计算值,由桥梁支座反力计算确定。2)桥墩自重及土重对于墩台在水下和土中部分自重的计算方法,要根据地基土的性质加以考虑,自重包括在基础襟边上的土重。3)水的浮力在《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)中,水的浮力对不同的土质和不同的计算内容有不同的规定。基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台,当验算稳定时,应考虑设计水位的浮力;当验算地基应力时,可仅考虑低水位的浮力,或不考虑水的浮力。基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。作用在桩基承台底面的浮力,应考虑全部底面积。对桩嵌入不偷水地基并灌注混凝土封闭者,不应考虑桩的浮力,在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。当不能确定地基是否漏水时,应以透水或不透水两种情况与其他作用结合,取其最不利者。4)汽车荷载冲击力钢筋混凝土桩柱式墩台,以及其它轻型墩台,在计算汽车荷载时应计入冲击力。冲击力的计算按《公路桥涵设计通用规范》4.3.2条进行。5)汽车荷载制动力制动力可按公路桥涵设计规范中有关规定计算。在计算梁式桥墩台时,制动力可移至支座中心(铰或滚轴中心)或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底座面上。6)流水压力作用在桥墩上的流水压力,可按《公路桥涵设计通用规范》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。位于涌潮河段的桥墩台,应考虑因涌潮潮差产生的水压力和涌潮对桥墩的拍击力。由于涌潮现象机理十分复杂,在设计计算前须对涌潮在桥位出现的规律及对结构物的作用力大小和计算图式进行研究分析。7)冰压力
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。8)船只或飘流物的撞击力
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:式中:w——漂流物的重量(KN),可根据实际调查确定;
v——水的流速(m/s);
T——撞击时间(s),在无实际资料时可用1s;
g——重力加速度9.81(m/s2)。船只撞击力的作用点,假定在计算通航水位线上,墩台身的宽度或长度的中点处;当设有与墩、台分开的防撞击的防护构造时,可不计船只撞击力。海轮撞击作用的标准值9)地震力:
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。桥梁下部结构在地震时可能会出现的震害有:受到地震力后,墩台和基础截面强度延性和稳定性不够,以致发生结构开裂、折断、位移而引起落梁;地基土液化使墩台下沉、位移、倾斜,桥梁损坏;引道、岸坡滑移下沉致使墩台损坏,危及上部结构等。因此,深入研究地震力对桥梁下部结构的作用力、作用方式,在结构设计和地基处理方面进行抗震验算是不可缺少的,桥梁的抗震设计计算和设防可参照《公路工程抗震设计规范》有关规定进行。船舶装载量DWT(t)300050007500100002000030000横桥向撞击作用(kN)196002540031000358005070062100顺桥向撞击作用(kN)980012700155001790025350310503.作用布置与作用效应组合1)梁桥桥墩计算作用布置及作用效应组合(1)作用布置第一种:按桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载布置(图2-1-1a)用来验算顺桥向墩身强度和地基最大承载力除了有关的永久作用下,应在相邻两孔都布满汽车和人群荷载,同时还可能作用着其它纵向力,如制
动力和温度作用、纵向风荷载、船只或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
第二种:按桥墩在顺桥向承受最大偏心和最大弯矩布置(图2-1-1b)
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
除永久作用外,应在相邻两孔的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,如制动力和温度作用、支座摩阻力、纵向风
荷载、船或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
当汽车荷载只在一孔桥跨上布置时,竖向荷载较小,而水平荷载引起的弯矩大,可能使墩身截面产
生很大的合力偏心距,或者此时桥墩的稳定性也是最不利的。第三种:桥墩墩在横桥向承承受最大偏心心和最大弯矩矩(图2-1-1c)。在横向计算时时,桥跨上的的汽车荷载可可能是一列靠靠边行驶,这这时产生最大大横向偏心距距;也可能是是多列满载,,使竖向力较较大而横向偏偏心较小。(2)作用效应组组合顺桥向作用效效应组合(双双孔布置和单单孔布置分别别组合)主要要有:上部结构重力力+计算截面以上上桥墩重力+浮力。上部结构重力力+计算截面以上上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载。上部结构重力力+计算截面以上上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载+纵向风力+支座摩阻力((或制动力+温度影响力))。上部结构重力力+计算截面以上上桥墩重力+浮力+汽车荷载+人群荷载+船只撞击作用或漂浮浮物撞击作用用。上部结结构重重力+计算截截面以以上桥桥墩重重力+浮力+汽车荷荷载+人群荷荷载+汽车撞撞击作用用横桥向向(以以双车车道为为例))作用用效应应组合合主要要有::上部结结构重重力+计算截截面以以上桥桥墩重重力+浮力+双孔双双行汽汽车荷荷载+双孔单单边人群群荷载载+横向风风荷载载+水压力力或冰冰压力力。上部结结构重重力+计算截截面以以上桥桥墩重重力+浮力+双孔单单行汽汽车荷荷载+双孔单单边人群群荷载载+横向风风荷载载+水压力力或冰冰压力力。上部结结构重重力+计算截截面以以上桥桥墩重重力+浮力+双孔双双行汽汽车荷荷载+双孔单单边人群群荷载载+船只撞撞击作作用或或漂浮浮物撞撞击作作用。。上部结构重重力+计算截面以以上桥墩重重力+浮力+双孔双行汽汽车荷载+双孔单边人群荷载载+汽车撞击作作用。上部结构重重力+计算截面以以上桥墩重重力+浮力+双孔单行汽汽车荷载+双孔单边人群荷载载+船只撞击作作用或漂浮浮物撞击作作用。上部结构重重力+计算截面以以上桥墩重重力+浮力+双孔单行汽汽车荷载+双孔单边人群荷载载+汽车撞击作作用。(1)作用布置置第一种组合合:桥墩在在顺桥向承承受最大竖竖向荷载它是用来验验算墩身承承载力和偏偏心距、地地基承载力力和偏心距距,即除永永久作用外外,相邻两两孔都不满满汽车荷载载和人群荷荷载,同时时还可能作作用着其它它纵向力,,如制动力力、纵向风风荷载、温温度作用、、拱圈材料料收缩和徐徐变作用、、船只撞击击作用和汽汽车撞击作作用;当相相邻两孔为为等跨时,,则由上部部结构重力力、温度作作用和拱圈圈材料收缩缩和徐变作作用引起的的拱座水平平推力和弯弯矩相抵销销。2)拱桥桥墩墩的作用布布置及作用用效果组合合第二种组合合:桥墩在在顺桥向承承受最大偏偏心和最大大弯矩的组组合它是用来验验算顺桥向向墩身承载载力和偏心心距、地基基承载力和和偏心距以以及桥墩的的稳定性,,即除永久久作用外,,只在一孔孔上布置汽汽车和人群群荷载,若若为不等跨跨时,则在在较大跨径径的一孔布布置汽车和和人群荷载载,同时还还可能作用用着其它纵纵向力,如如制动力、、温度作用用、纵向风风荷载、拱拱圈材料收收缩作用、、船或漂浮浮物的撞击击作用和汽汽车撞击作作用等。第三种组合合:桥墩在在横桥向承承受最大偏偏心和最大大弯矩。在横桥方向向可能作用用于桥墩上上的外力有有风荷载、、流水压力力、冰压力力、船只或或漂浮物撞撞击作用、、汽车撞击击作用或地地震作用等等。但对于于公路拱桥桥,横桥方方向的受力力验算一般般不控制设设计,除非非桥的长宽宽比特别大大,或者受受到地震作作用、冰压压力和船只只撞击力作作用时才考考虑。(2)顺桥向向作用效效应组合合(双孔孔布置和和单孔布布置分别别组合))主要有有:上部结构构重力+计算截面面以上桥桥墩重力力+浮力+混凝土收收缩和徐徐变作用用。上部结构构重力+计算截面面以上桥桥墩重力力+浮力+混凝土收收缩和徐徐变作用用+汽车荷载载+人群群荷荷载载。。上部部结结构构重重力力+计算算截截面面以以上上桥桥墩墩重重力力+浮力力+混凝凝土土收收缩缩和和徐徐变变作作用用+汽车车荷荷载载+人群群荷荷载载+纵向向风风荷荷载载+制动动力力+温度度影影响响力力。。上部部结结构构重重力力+计算算截截面面以以上上桥桥墩墩重重力力+浮力力+混凝凝土土收收缩缩和和徐徐变变作作用用+汽车车荷荷载载+人群群荷荷载载+船只只撞撞击击作作用用或或漂漂浮浮物物撞撞击击作作用用。。上部部结结构构重重力力+计算算截截面面以以上上桥桥墩墩重重力力+浮力力+混凝凝土土收收缩缩和和徐徐变变作作用用+汽车车荷荷载载+人群群荷荷载载+汽车车撞撞击击作作用用。。需要要强强调调的的是是,,以以上上各各种种荷荷载载组组合合均均应应满满足足《公路路桥桥涵涵设设计计通通用用规规范范》(JTGD60—2004)中中所所规规定定的的安安全全系系数数、、容容许许偏偏心心距距和和稳稳定定系系数数;;而而且且,,为为使使设设计计合合理理、、符符合合实实际际情情况况,,有有的的作作用用不不能能同同时时组组合合。。二、重力式桥桥墩计算桥墩计算可按按以下步骤进进行:(1)根据构造要要求和经验拟拟定各部分尺尺寸;(2)计算作用在在桥墩上的作作用;(3)进行作用布布置与作用效效应组合,并并选取截面,,计算各截面面的内力;(4)验算墩身截截面承载力和和偏心距;(5)验算地基承承载力和偏心心距;(6)验算桥墩倾倾覆和滑动稳稳定性。除此之外,还还应结合施工工情况进行必必要的验算。。如拱桥在施施工过程中可可能产生的单单向水平推力力,可使砌体体强度和基底底土的承载能能力提高,使使倾覆和滑动动稳定性系数数降低。1.桥墩尺寸拟定定1)墩帽尺寸拟拟定顺桥向的墩帽帽宽度b:横桥向的墩帽帽最小宽度B:B=两侧主梁间距距+支座横向宽度度+2Cl+2C22)墩身尺寸拟拟定墩身顶部尺寸寸=墩帽尺寸-C2(墩帽檐口宽宽度)墩身任意截面面尺寸=墩身顶部尺寸寸+2Hi式中:H——任意截面至墩墩顶高度;i——墩身坡度。2.墩身截面的作作用效应计算算对于梁桥和拱拱桥的重力式式桥墩的计算算,虽然在荷荷载组合的内内容上稍有不不同,但是就就某个截面而而言,这些外外力都可以合合成为竖向的的和水平方向向的合力、、,,以以及绕该截面面x—x轴、y—y轴的总弯矩和和,,见见图,然后对对墩身进行承承载力验算。。3.墩身截面承载载力和偏心验验算桥墩验算截面面的选择,对对矮桥桥墩,,因墩身尺寸寸一般较大,,各截面承载载力往往都能能满足要求,,所以通常只只验算墩身底底截面即可;;对高桥桥墩墩,其危险截截面不一定在在墩身底截面面,应多选几几个截面进行行验算,一般般可相距2~3米取一截面。。1)墩身截面承承载力验算重力式墩台主主要采用圬工工材料建造,,一般为偏心心受压构件,,截面承载力力的设计验算算采用极限状状态法。在不不利效应组合合作用下,验验算桥墩各控控制截面的作作用效应组合合设计值(内内力)应小于于或等于构件件承载力的设设计值,用方方程式表示为为:当砌体受压构构件,在规范范规定的受压压偏心距限值值范围内的承承载力应按下下列公式计算算:式中:S—作用效应组合合设计值,按按《公路桥涵设计计通用规范》(JTGD60—2004)的规定计算算;R(·)—构件承载力设设计值函数fd—材料强度设计计值ad—几何参数设计计值,可采用用几何参数标标准值,即设设计文件规定定值;γ0—结构重要性系系数,对于《桥规》规定的一级、、二级、三级级设计安全等等级分别取用用1.1、1.0、0.9;Nd—轴向力设计值值;A—构件截面面积积,对于组合合截面按强度度比换算;fcd—砌体或混凝土土轴心抗压强强度设计值,,对于组合截截面应采用标标准层轴心抗抗压强度设计计值;φ—构件轴向力的的偏心矩e和长细比β对受压构件承承载力的影响响系数。计算砌体偏心心受压构件承承载力的影响响系数时,构件长细比比βx、βy按下列公式计计算:体材料类别γβ混凝土预制块砌体或组合构件1.0细料石、半细料石砌体1.1砌粗料石、块石、片石砌体1.3长细比修正系系数γβ构件及两端约束情况构件计算长度直杆两端固结0.5一端固结,一端为不移动的铰0.7两一端均为不移动的铰1.0一端固定,一端自由2.0构件计算长度度l02)墩身截面偏偏心验算桥墩承受偏心心受压荷载时时,各验算截截面在各种作作用效应组合合下偏心距::受压构件偏心心矩限制当竖向力的偏偏心距e超过上表的偏偏心距限值时时,构件承载载力应按下列列公式计算::双向偏心式中:ex、ey——竖向力在x方向、y方向的偏心距距,应满足下下表要求。作用组合偏心矩限制值基本组合≤0.6s偶然组合≤0.7s单向偏心式中:Nd——轴向力设计值值;A———构件截截面面面积,,对于于组合合截面面应按按弹性性模量量比换换算为为换算算截面面面积积;W———单向偏偏心时时,构构件受受拉边边缘的的弹性性抵抗抗矩,,对于于组合合截面面应按按弹性性模量比换换算为为换算算截面面弹性性抵抗抗矩;;Wx、Wy——双向偏偏心时时,构构件x方向受受拉边边缘绕绕y轴的截截面弹弹性抵抵抗矩矩和构构件y方向受拉拉边缘缘绕x轴的截截面弹弹性抵抵抗矩矩,对对于组组合截截面应应按弹弹性模模量比比换算为为换算算截面面弹性性抵抗抗矩;;ftmd——构件受受拉边边层的的弯曲曲抗拉拉强度度设计计值;;e———单向偏偏心时时,轴轴向力力偏心心距;;ex、ey——双向偏偏心时时,轴轴向力力在x方向和和Y方向的的偏心心距;;——砌体偏偏心受受压构构件承承载力力影响响系数数或混混凝土土轴心心受压压构件件弯曲曲系数数。如果承承载力力不满满足要要求,,应重重新验验算墩墩身截截面尺尺寸。。4.基础底底面土土的承承载力力和偏偏心距距的验验1)地基基土的的承载载力验验算地基土土的承承载力力一般般按顺顺桥方方向和和横桥桥方向向分别别进行行验算算。当当偏心心荷载载的合合力作作用在在基底底截面面的核核心半半径ρ以内时时,应应按下下式验验算基基底应应力。。式中::σmax———应力力重重分分布布后后基基底底最最大大压压应应力力;;N————作用用于于基基础础底底面面合合力力的的竖竖向向分分力力;;a、b————横桥桥方方向向和和顺顺桥桥方方向向基基础础底底面面积积的的边边长长;;﹝σ﹞————地基基土土的的容容许许承承载载力力、、并并按按作作用用及及使使用用情情况况计计入入容容许许承承载载力力的的提提高高系系数数;;cx———顺桥桥方方向向验验算算时时,,基基底底受受压压面面积积在在顺顺桥桥方方向向的的长长度度,,;;cy——横桥方向向验算时时,基底底受压面面积在横横桥方向向的长度度,;;ex、ey——合力在x轴和y轴方向的的偏心距距。当设置在在基岩上上的桥墩墩基底上上的合力力偏心距距超出核核心半径径时,其其基底的的一边将将会出现现拉应力力,由于于不考虑虑基底承承受拉应应力,故故需按基基底应力力重分布布重新验验算基底底最大压压应力,,其验算算公式如如下:顺桥方向向横桥方向向其中:ρ——墩台基础础底面的的核心半半径;W———墩台基础础底面的的截面摸摸量;A——墩台基础础底面的的面积;;N——作用于基基底的合合力的竖竖向分力力;∑M——作用于墩墩台的水水平力和和竖向力力对基底底形心轴轴的弯矩矩。2)基底偏偏心距验验算为了使恒恒载基底底应力分分布比较较均匀,,防止基基底最大大压应力力与最小小压应力力相差过过大,导导致基底底产生不不均匀沉沉降和影影响桥墩墩的正常常使用,,故在设设计时,,应对基基底合力力偏心距距加以限限制,在在基础纵纵向和横横向,其其计算的的荷载偏偏心距e0应满足以以下要求求。5.桥墩的整整体稳定定性验算算1)抗倾覆覆稳定验验算墩台的抗抗倾覆稳稳定性验验算可按按下式进进行:2)抗滑移移稳定验验算墩、台的的抗滑移移稳定验验算,可可按下式式进行::式中:f——基础底面面与地基基土之间间的摩擦擦系数,,其值为为0.25~0.7,无实测测资料时可参照照表选用用;K02——抗滑移稳稳定系数数,采用用1.3。基础底面面与地基基土之间间的摩擦擦系数6.墩顶水平平位移计计算墩顶过大大的水平平位移会会影响桥桥跨结构构的正常常使用,,
对于于高度超超过20m的重力式式桥墩,,应验算算顶端水水平方向向的弹性性位移,,并使其其符合规规定要求求。墩台台顶面水水平位移移的容许许极限值值为:式中:L——相邻墩台台间的最最小跨径径,以米米计。跨跨径小于于25M时仍以25M计算;∆Y——墩台顶水水平位移移值(mm),它的数数值应包包括墩台台水平方方向的弹弹性位移移和由于地基基不均匀匀沉降而而产生的的水平位位移值的的总和。。地基不不均匀沉沉降所产生的水水平位移移值,可可通过计计算不均均匀沉降降引起的的倾斜角角求得。。计算时可可认为墩墩台身相相当于一一个固定定在基础础顶面的的悬臂梁梁,不考考虑上部部结构对对墩、台台顶位移移的约束束作用,,而引起起水平弹弹性位移移的荷载载为制动动力、风风力及偏偏心的竖竖向支反反力等。。由于将将墩台视视为固定定在基础础顶面的的悬臂梁梁,完全全忽略了了上部结结构对墩墩台顶的的约束作作用,所所以结果果是偏大大的。重力式墩墩台帽一一般可不不进行验验算,支支座垫石石下的局局部承压压应力与与支座计计算的有有关内容容相同。。采用悬悬臂式帽帽的重力力式墩台台,悬臂臂墩台帽帽需配受受力钢筋筋,悬臂臂部分按按悬臂梁梁计算。。有关施施工时的的特殊受受力,可可按实际际情况验验算。三、桩柱柱式桥墩墩计算要要点1.盖梁计算算力学图示:双柱式墩:当当盖梁的刚度度与桩柱的刚刚度比大与5时,可忽略桩桩柱对盖梁的的约束,近似似按双悬臂梁梁计算。对多多柱式或多桩桩式桥墩,可可按多跨连续续梁计算。计算内容:1、结构重力力及其作用用效应计算算;2、活载及其其作用效应应计算;3、施工吊装装荷载及其其作用效应应计算;4、作用效应应组合及内内力包络图图;5、配筋计算算。2.桩身计算分刚性和柔柔性两种学习情境二二桥梁梁墩台设计计工作任务二二桥台台设计与计计算学习目标::1.叙述桥台上上的作用及及最不利作作用布置;;2.能够进行桥桥台的尺寸寸确定;3.知道重力式式桥台的设设计计算内内容并按照照公路桥涵涵设计规范范要求完成成桥台设计计;4.知道轻型桥桥台的设计计要点。任务描述::根据所学知知识并视需需要收集相相关信息,,完成桥台台的施工图图设计,并并上交《××桥梁桥台设计计说明书》和桥桥墩墩施施工工图图。。学习习引引导导::本工工作作任任务务沿沿着着以以下下脉脉络络进进行行学学习习:一、重力力式桥台台的计算算1.桥合上的的作用桥台上的的作用与与桥墩计计算中所所用到的的基本相相同,只只是在永永久作用用中要计计入台后后填土对对台身的的侧压力力。工程程设计中中,一般般都将它它按主动动土压力力计算,,其大小小与压实实程度有有关。另另外,对对于桥台台尚要考考虑车辆辆荷载引引起的土土侧压力力,而不不需计及及纵、横横向风力力、流水水压力、、冰压力力、船只只或漂浮浮物的撞撞击力等等。2.作用效应应组合1)梁桥桥台台的作用用布置及及组合(1)作用布布置(只考虑顺顺桥向)①在桥跨跨结构上上布置车车辆荷载载,温度度下降,,制动力力向桥孔孔方向,,并考虑虑台后土土侧压力力;②在台后后破坏棱棱体上布布置车辆辆荷载,,温度下下降,并并考虑台台后土侧侧压力;;③在桥跨跨结构上上和台后后破坏棱棱体上都都布置车车辆荷载载(当桥台尺尺寸较大大时.还还要考虑虑在桥跨跨结构上上、台后后破坏棱棱体上和和桥台上上同时布布置活载载的情况况),温度下下降,制制动力向向桥孔方方向,并并考虑台台后土侧侧压力;;一般重力力式桥台台以第二二种和第第三种组组合控制制设计,,但需根根据具体体情况进进行分析析比较后后才能确确定。(2)作用效效应组合合根据上述述的作用用布置,,可进行行如下几几种作用用组合((只列出出了第一一和第二二种情况况):①上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+土侧压力力(此组组合是验验算地基基受永永久作用用时的合合理偏心心距)。。②上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+作用在桥桥跨结构构上的汽汽车荷载载和人人群荷载载+土侧压力力。③上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+作用在桥桥跨结构构上的汽汽车荷载载和人群群荷载+土侧压力力+制动力+温度作用用。④上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+作用在桥桥跨结构构上的汽汽车荷载载和人群群荷载+土侧压力力+支座摩阻阻力。⑤上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+土侧压力力(包括括作用在在破坏棱棱体上的的汽车荷荷载所引引起的土土侧压力力)。⑥上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+土侧压力力(包括括作用在在破坏棱棱体上的的汽车荷荷载所引引起的土土侧压力力)+支座摩阻阻力。⑦上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+土侧压力力(包括括作用在在破坏棱棱体上的的汽车荷荷载所引引起的土土侧压力力)+温度影响响力。2)拱桥桥台台的荷载载布置及及组合(只考虑顺顺桥向)(1)作用布布置(只考虑顺顺桥向)①在台后后破坏棱棱体上布布置车辆辆荷载,,制动力力向桥跨跨方向,,桥跨上上无荷载载,温度度下降,,并考虑虑台后土土侧压力力,使桥桥台有向向桥跨方方向偏移移的趋势势,拱圈圈材料收收缩力;;②在桥跨跨结构上上布置车车辆荷载载,使拱拱脚水平平推力HP达到最大大值,温温度上升升,制动动力向路路堤方向向,并考考虑台后后土侧压压力,使使桥台有有向路堤堤方向偏偏移的趋趋势,拱拱圈材料料收缩力力。(2)作用效效应组合合①上部结结构重力力+计算截面面以上桥桥台重力力+浮力+土侧压力力+混凝土收收缩作作用(此此组合是是验算地地基受永永久作用用时的合合理偏心心距)。。②上部部结构构重力力+计算截截面以以上桥桥台重重力+浮力+作用在在桥跨跨结构构上的的汽车车荷载载和人人群荷荷载+土侧压压力+混凝土土收缩缩作用用。③上部部结构构重力力+计算截截面以以上桥桥台重重力+浮力+作用在在桥跨跨结构构上的的汽车车荷载载和人人群荷荷载+土侧压压力+混凝土土收缩缩作用用+向路堤堤方向向的制制动力力+温度上上升作作用。。④上部部结构构重力力+计算截截面以以上桥桥台重重力+浮力+土侧压压力((包括括作用用在破破坏棱棱体上上的汽汽车荷荷载所所引起起的土土侧压压力+混凝土土收缩缩作用用。⑤上部部结构构重力力+计算截截面以以上桥桥台重重力+浮力+土侧压压力((包括括作用用在破破坏棱棱体上上的汽汽车荷荷载所所引起起的土土侧压压力))+混凝土土收缩缩作用用+温度下下降作作用。。3.桥台强强度、、偏心心和稳稳定性性验算算桥台台身强强度,基底底承载力、、偏心以及及桥台稳定定性验算和和桥墩相同同。如果U型桥台两侧侧墙宽度不不小于同一一水平截面面前墙全长长的0.4倍时,桥台台台身截面面强度验算算应把前墙墙和侧墙作作为整体考考虑其受力力。否则,,台身前墙墙应按独立立的挡土墙墙进行验算算。二、梁桥轻轻型桥台的的计算特点点设有支撑梁梁的梁桥薄薄壁轻型桥桥台是利用用桥跨结构构和底部支支撑粱作为为桥台与桥桥台或者桥桥台与桥墩墩之间的支支撑,以防防止桥台受受路堤的土土侧压力而而向河心方方向移动,,从而使结结构构成为为四铰框架架的受力体体系。对于于这类桥台台)的计算主要要包括三项项内容:1.将桥台视为为在顺桥向向纵向竖直直平面内上上下端铰支支,承受竖竖向荷载和和横向荷载作作用的竖梁梁(简支梁梁),验算算墙身圬工工的截面承承载力和抗抗剪承载力。。2.将桥台和翼翼墙(包括括基础)视视为横桥向向竖直平面面内弹性地地基上的短短梁,验算桥桥台在该平平面内的弯弯曲承载力力。3.验算地基土土承载力。。1.桥台作为为竖梁时时的强度度计算通常取单单位桥台台宽度进进行验算算,其步步骤为::1)验算截面面处的竖竖直力N它包括以以下三项项:(1)桥跨结构构恒载在在单位宽宽度桥台台上的支支点反力力N1(2)单位宽度度台帽的的自重N2;(3)验算截面面以上单单位宽度度台身的的自重N3。N=N1+N2+N32)土压力计算计算土压力时时,对桥台的的最不利荷载载组合是桥上上无车辆荷载载,台背填土土破坏棱体上上有车辆荷载载。其荷载分分布如图所示示。(1)单位台宽由由填土本身引引起的土压力力ET呈三角形分布布,其计算公公式为:(2)单位台宽由由车辆荷裁引引起的土压力力Ec呈均匀分布,,其计算公式式为:(3)单位台宽的的总土压力EE=ET+EC(4)等代土层厚厚度h式中:γ——台后填土容重重;φ——土的摩擦角;;∑G——布置在面积内内的车轮重;;B——桥台计算宽度度;l0——台后填十的破破坏棱体长度度,同时:3)台身内力计算算(1)计算图式台身按按上下下铰接接的简简支梁梁计算算,如如图2-2-4所示。。对于于有台台背的的桥台台,因因上部部构造造与台台背间间的缝缝隙已已用砂砂浆或或小石石子混混凝土土填实实,保保证了了有牢牢靠的的支撑撑作用用。因因此,,台身身受弯弯的计计算跨跨径为为式中::H0——桥跨结结构与与支撑撑梁间间的净净距;;d———支撑梁梁的高高度;;c———桥台背背墙的的高度度。对于受受剪的的计算算跨径径则取取H0。(2)内力计计算在计算算截面面弯矩矩M时,轴轴力N的影响响忽略略不计计,而而是放放在强强度验验算中中考虑虑。对对于跨跨中截截面弯弯矩为为:在台帽帽顶部部截面面的剪剪力为为:在支撑撑梁顶顶面处处的剪剪力为为:式中::p1、p2——受弯计计算跨跨径H1处的土土压力力强度度;p’1、p’2——受剪计计算跨跨径H0处的土土压力力强度度。4)截面强强度验验算按《桥规》有关公公式进进行跨跨中截截面的的抗压压强度度和支支点截截面的的抗剪剪强度度验算算。2.桥台在在本身身平面面内的的弯曲曲验算算轻型桥桥台是是一较较长的的平直直薄墙墙,在在竖向向荷载载作用用下,,本身身平面面内发发生弯弯曲,,弯曲曲的程程度与与地基基的变变形系系数有有关。。当桥台台长
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