桥梁墩台设计计算

桥梁工程与施工技术学习项目7桥梁墩台学习单元7.1桥梁墩台构造学习单元7.2桥梁墩台设计计算学习单元7.3钢筋混凝土墩台施工学习单元7.4砌筑墩台施工学习单元7.6高墩滑模施工学习单元7.5装配式墩台施工学习单元7.2桥梁墩台设计计算学习单元7.2桥梁墩台作用及其作用效应7.2.1重力式桥墩计算7.2.2桩柱式桥墩的计算7.2.3一、桥梁墩台上的作用（1）永久作用恒载支承反力：

梁板自重，包括上部结构砼收缩、徐变影响墩台自重：包括基础襟边上的土重及其侧压力预应力：如对装配式压应力空心墩所施加的预应力基础变位影响：变位对超静定结构引起的附加内力水的浮力：对于透水性地基，稳定验算时计算水的不利浮力，应力验算时考虑水的有利浮力桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1墩台计算中的作用：永久作用、可变作用、偶然作用（3）偶然作用（桥台只考虑地震力）地震力桥台只考虑此项船只或漂浮物撞击力施工荷载涌潮等间歇性荷载

某些特殊河道出现涌潮现象桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1（2）可变作用（桥台不计风力、流水压力、冰压力）汽车荷载包括汽车冲击力（对重力式墩台应计入冲击力）、离心力、制动力、土侧压力人群荷载风力、流水压力、冰压力桥台不计此项温度应力温度变化对超静定结构引起的附加内力支座摩阻力二、桥梁墩台上的作用效应组合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。

桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.11.墩台上的作用效应组合：在所有荷载中，车辆荷载的变动对荷载组合起着支配作用。验算墩身强度在用在墩身截面的合力偏心矩桥墩的稳定性2.桥墩：需根据不同的验算内容选择各种可能的最不利荷载组合。桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1a)b)桥墩顺桥方向产生最大竖向荷载是的外力组合；c）桥梁横桥方向荷载布置情况１）桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合、组合的内容组合。２）桥墩在顺桥向承受最大水平荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合、组合IV的荷载内容组合。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。桥墩计算中，可能出现的作用效应组合：桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1桥墩计算中，不可能出现的作用效应组合：3.桥台可能的作用效应组合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)。桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1桥梁墩台的计算与验算内容：重力式墩台截面强度墩台稳定性基底应力和偏心距圬工结构轻型桥墩柱式桥墩重力式桥墩计算7.2.2截面的弯剪承载能力验算钢筋混凝土结构墩顶水平位移二、重力式桥墩(台)1、作用组合第一种组合：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距，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距。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。重力式桥墩计算7.2.2顺向最大竖向力顺向最大偏心距横向最大竖向力或偏心距2.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2~3米验算一个截面。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、水平力和弯距得到并按下式计算各种组合的竖向力设计值及相应偏心矩:重力式桥墩计算7.2.22）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：对于轴心受压或偏心受压验收墩身各截面的强度，即：3）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。

重力式桥墩计算7.2.23.桥墩的整体稳定性验算1）倾覆稳定验算：2)滑动稳定性验算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；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。重力式桥墩计算7.2.2重力式墩台稳定性验算重力式桥墩计算7.2.24.基底应力验算1）基底应力验算：桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1基底土的承载力验算：顺桥方向横桥方向图7-36基底应力重分布基底土的承载力一般按顺桥方向和横桥方向分别进行验算。当偏心荷载的合力作用在基底截面的核心半径r以内时，应按下式验算基底应力：

2）基底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桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1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。表7-2墩台基础合力偏心距的限制5.、墩台顶水平位移计算水平位移的规定对于高度超过20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桥梁墩台作用及其作用效应组合7.2.1式中：L——相邻墩台间的最小跨径，m。跨径小于25m时仍以25m计算；——墩台顶水平位移值，cm，它的数值应包括墩台水平方向的弹性位移和由于地基不均匀沉降而产生的水平位移值的总和。桩柱式桥墩的计算1、盖梁的计算→

2.墩台桩柱的计算计算图式外力计算内力计算配筋验算桩柱式桥墩的计算7.2.3外力计算内力计算配筋验算一、盖梁设计1.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：忽略节点不均衡弯距的分配及传递，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：盖梁应作为横向刚架的一部分进行计算。桩柱式桥墩的计算7.2.3一、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：桩柱式桥墩的计算7.2.3设计方法：1）当l/h>5.0时，应按一般构件的有关规定计算；2）当简支梁2.0<l/h≤5.0，对连续梁2.5<l/h≤5.0时，按本节规定进行验算和配筋；3）对于简支梁l/h≤2.0，对于连续梁l/h≤2.5时，应按深梁计算。桩柱式桥墩的计算7.2.3二、外力计算外力主要为：上部结构恒载支反力、盖梁自重及活载。最不利活载加载：首先可根据所计算盖梁处上部结构支反力影响线确定活载最大支反力，其次是根据盖梁内力影响线决定活载最不利横向布置。

＠盖梁在施工过程中，荷载的不对称性很大，各截面将产生较大的内力，因此应根据当时的架桥施工方案，作出最不利荷载工况。构件吊装时，视具体情况，构件重力应乘以动力系数1.2或0.85。三、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：对称布置车道荷载及人群荷载、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。四、截面验算及配筋桩柱式桥墩的计算7.2.3桩柱式桥墩的计算7.2.3一、外力计算外力：恒载：上部结构的恒载反力、盖梁的重量，桩柱的自重；活载：汽车荷载、人群荷载、支座摩阻力、汽车制动力等。对于桥台桩柱：（包括双片墙式台身）除上述各力之外还有台后土压力、活载引起的水平土压力及溜坡的主动土压力等。土压力的计算宽度及溜坡主动土压力的计算方法，见第二节和<<公路桥涵设计通用规范