橋梁墩臺設(shè)計構(gòu)造

1、 第四篇第四篇 橋梁墩臺橋梁墩臺 一、一、 概述概述 二、二、 橋墩橋墩 三、三、 橋臺橋臺 四、四、 橋墩計算橋墩計算 五、五、 橋臺計算橋臺計算一、概述一、概述 橋梁墩臺的橋梁墩臺的作用作用：承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來的荷：承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來的荷載，通過基礎(chǔ)傳給載，通過基礎(chǔ)傳給地基地基；橋梁墩臺必須具有足；橋梁墩臺必須具有足夠的夠的強(qiáng)度強(qiáng)度和和穩(wěn)定性穩(wěn)定性 。 橋梁墩臺的橋梁墩臺的類型類型： 重力式重力式橋墩、橋臺橋墩、橋臺 輕型輕型橋墩、橋臺橋墩、橋臺 橋梁墩臺的橋梁墩臺的組成組成：墩（臺）帽墩（臺）帽、墩（臺）墩（臺）身身和和基礎(chǔ)基礎(chǔ)三部分組成。三部分組成。 本章主要介紹墩（臺）帽和墩（臺）身本章

2、主要介紹墩（臺）帽和墩（臺）身的相關(guān)知識，基礎(chǔ)部分在此不再贅述。的相關(guān)知識，基礎(chǔ)部分在此不再贅述。 1 1、橋梁墩臺的一般構(gòu)造及有關(guān)規(guī)定、橋梁墩臺的一般構(gòu)造及有關(guān)規(guī)定 1.1 1.1 橋梁墩臺帽尺寸的擬定橋梁墩臺帽尺寸的擬定 1.1.1 1.1.1 梁式橋的實體墩梁式橋的實體墩( (臺臺) )帽帽 墩墩( (臺臺) )帽厚度一般不小于帽厚度一般不小于4040厘米厘米, ,中小橋梁中小橋梁也不應(yīng)小于也不應(yīng)小于3030厘米厘米, ,并應(yīng)有并應(yīng)有5 51010厘米的檐口厘米的檐口, ,墩墩( (臺臺) )帽可用帽可用1515號、號、2020號號鋼筋混凝土鋼筋混凝土或或混凝土混凝土做成。做成。 1 )

3、1 )墩墩( (臺臺) )帽平面尺寸帽平面尺寸 (1)(1)順橋向墩帽最小寬度順橋向墩帽最小寬度 bf+a/2+a/2+2cbf+a/2+a/2+2c1 1+2c+2c2 2 f=e f=e0 0+e+e1 1+e+e1 1a/2+a/2a/2+a/2式中式中 f f ：相鄰兩跨支座間的：相鄰兩跨支座間的中心距中心距 e e0 0 ：伸縮縫寬：伸縮縫寬 a a、a a ：支座底板：支座底板順橋向順橋向?qū)挾葘挾?c c2 2 ：順橋向支座：順橋向支座邊緣邊緣至墩臺身至墩臺身邊緣邊緣最小距離最小距離 c c1 1 ：檐口寬度：檐口寬度 e e1 1、e e1 1 ：梁端梁端至至支座中心線支座中心線

4、的長度的長度 支座邊緣到支座邊緣到墩（臺）身墩（臺）身邊緣的最小距離邊緣的最小距離(厘米厘米) 距離距離橋型橋型順橋順橋向向橫橋向橫橋向(圓圓弧形端頭弧形端頭)橫橋向橫橋向(矩矩形端頭形端頭)大橋大橋252525254040中橋中橋202020203030小橋小橋101015152020 當(dāng)采用鋼筋混凝土當(dāng)采用鋼筋混凝土懸臂式懸臂式墩墩( (臺臺) )帽時帽時, ,最小最小距離為支座至距離為支座至墩墩( (臺臺) )帽帽邊緣的距離。邊緣的距離。 橋規(guī)橋規(guī)對這個最小距離所作的規(guī)定，目對這個最小距離所作的規(guī)定，目的是：的是： 為了避免支座過分靠近墩身側(cè)面邊緣而為了避免支座過分靠近墩身側(cè)面邊緣而導(dǎo)致

5、的導(dǎo)致的應(yīng)力集中應(yīng)力集中； 為了提高混凝土的為了提高混凝土的局部抗壓強(qiáng)度局部抗壓強(qiáng)度以及考以及考慮施工誤差和預(yù)留錨栓孔的要求。慮施工誤差和預(yù)留錨栓孔的要求。(2)(2)橫橋向墩帽最小寬度橫橋向墩帽最小寬度B BB=B=兩邊主梁中心距兩邊主梁中心距+ +支座底板橫向?qū)挾戎ё装鍣M向?qū)挾?+2c+2c2 2 橫橋向支座邊緣至墩臺身邊緣最小距離橫橋向支座邊緣至墩臺身邊緣最小距離 +2c+2c1 1檐口寬度檐口寬度(3)(3)順橋向臺帽最小寬度順橋向臺帽最小寬度b b be be0 0+e+e1 1+a/2+c+a/2+c1 1+c+c2 2(4)(4)橫橋向臺帽最小寬度橫橋向臺帽最小寬度B B 由由

6、橋面寬度橋面寬度、接線、接線路基寬度路基寬度等決定。等決定。2 2）實體墩、臺帽頂支座下鋼筋網(wǎng)的設(shè)置）實體墩、臺帽頂支座下鋼筋網(wǎng)的設(shè)置 墩、臺帽頂支座下應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)墩、臺帽頂支座下應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng) 第四篇第四篇 橋梁墩臺橋梁墩臺 一、一、 概述概述 二、二、 橋墩橋墩 三、三、 橋臺橋臺 四、四、 橋墩計算橋墩計算 五、五、 橋臺計算橋臺計算 二、二、 橋墩橋墩 2.1 2.1 梁橋重力式橋墩梁橋重力式橋墩 重力式橋墩由：重力式橋墩由：墩帽墩帽、墩身墩身、基礎(chǔ)基礎(chǔ)三部三部分組成。分組成。 2.1.1 2.1.1 墩帽墩帽 常采用的材料：常采用的材料：C20C20混凝土、混凝土、88鋼筋等。鋼筋等。

7、 同一座橋梁，若相鄰兩孔支座高度不同，同一座橋梁，若相鄰兩孔支座高度不同，加設(shè)混凝土墊石調(diào)整加設(shè)混凝土墊石調(diào)整高程高程。 2.1.2 2.1.2 墩身墩身 常采用常采用1515號片石混凝土或漿砌塊石及料號片石混凝土或漿砌塊石及料石等。石等。 橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定重力式橋墩規(guī)定重力式橋墩墩身頂寬墩身頂寬：小跨徑橋：小跨徑橋不宜小于不宜小于8080厘米；中等跨徑橋不宜小于厘米；中等跨徑橋不宜小于100100厘米；厘米；大跨徑橋視上部構(gòu)造而定。大跨徑橋視上部構(gòu)造而定。 重力式橋墩可設(shè)計為重力式橋墩可設(shè)計為實心墩實心墩、空心墩空心墩。墩身四。墩身四周采用周采用3030：1 1或或2020：1 1（縱、橫向）的

8、側(cè)坡，小跨（縱、橫向）的側(cè)坡，小跨徑橋可做成豎直的。在一些高大的橋墩中，為減徑橋可做成豎直的。在一些高大的橋墩中，為減少圬工體積、節(jié)約材料或減輕自重、降低基底承少圬工體積、節(jié)約材料或減輕自重、降低基底承壓應(yīng)力，可設(shè)計為空心橋墩。壓應(yīng)力，可設(shè)計為空心橋墩。 2.1.3 2.1.3 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 設(shè)置在天然地基上的橋墩基礎(chǔ)采用設(shè)置在天然地基上的橋墩基礎(chǔ)采用1515號或號或1515號號以上以上片石混凝土片石混凝土，也可采用，也可采用漿砌塊石漿砌塊石。若采用樁基。若采用樁基或沉井，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計?；虺辆瑧?yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計。沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩沉井橋墩 2.

9、1.4 2.1.4 重力式橋墩的特點和適用范圍重力式橋墩的特點和適用范圍 靠靠自身的重量自身的重量來平衡外力，保證橋墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。來平衡外力，保證橋墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。常用圬工材料建造，適用于常用圬工材料建造，適用于地基良好地基良好的大、中型橋梁。的大、中型橋梁。 2. 2 2. 2 拱橋重力式橋墩拱橋重力式橋墩 2.2.1 2.2.1 拱座拱座 梁橋橋墩的頂面要設(shè)置傳力的支座，且支座梁橋橋墩的頂面要設(shè)置傳力的支座，且支座距頂面保持一定的距離；而無支架吊裝的拱橋橋距頂面保持一定的距離；而無支架吊裝的拱橋橋墩則在其頂面的邊緣設(shè)置呈傾斜面的墩則在其頂面的邊緣設(shè)置呈傾斜面的拱座拱座，直接，直接承受

10、由拱圈傳來的壓力。故無鉸拱的拱座總是設(shè)承受由拱圈傳來的壓力。故無鉸拱的拱座總是設(shè)計成與拱軸線成計成與拱軸線成正交正交的斜面。的斜面。 2.2.2 2.2.2 拱座的位置拱座的位置 當(dāng)橋墩兩側(cè)孔徑相等時，拱座設(shè)置在拱橋起當(dāng)橋墩兩側(cè)孔徑相等時，拱座設(shè)置在拱橋起拱線標(biāo)高上，有時考慮橋面的縱坡，兩側(cè)起拱線拱線標(biāo)高上，有時考慮橋面的縱坡，兩側(cè)起拱線標(biāo)高可以略有不同。標(biāo)高可以略有不同。 2.2.3 2.2.3 墩頂以上的構(gòu)造墩頂以上的構(gòu)造 對于對于實腹式實腹式拱橋，墩頂以上部分通常做成與側(cè)墻平拱橋，墩頂以上部分通常做成與側(cè)墻平齊的形式。齊的形式。 對于對于空腹式空腹式拱橋，墩頂以上部分通常采用立柱加蓋拱橋

11、，墩頂以上部分通常采用立柱加蓋梁式、橫墻式或跨越式。梁式、橫墻式或跨越式。 重力式橋墩重力式橋墩重力式橋墩重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩鋼筋混凝土重力式橋墩 2. 3 2. 3 梁橋輕型橋墩梁橋輕型橋墩 梁橋輕型橋墩的常見類型梁橋輕型橋墩的常見類型 鋼筋混凝土鋼筋混凝土薄壁橋墩薄壁橋墩、柱式橋墩柱式橋墩、柔性排柔性排架樁墩架樁墩等。其中等。其中柱式橋墩柱式橋墩由分離的兩根或多根由分離的兩根或多根立柱（或樁柱）所組成，是公路橋梁中采用較立柱（或樁柱）所組成，是公路橋梁中采用較多的橋墩型式之一。多的橋墩型式之一。 輕型

12、橋墩的特點輕型橋墩的特點 靠靠材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度來平衡外力，剛度較小，一來平衡外力，剛度較小，一般用鋼筋砼建造，適用于般用鋼筋砼建造，適用于地基較差地基較差的橋位。的橋位。梁橋輕型橋墩主要是為了減輕地基負(fù)擔(dān)，減梁橋輕型橋墩主要是為了減輕地基負(fù)擔(dān)，減輕墩身重量，節(jié)約圬工材料。輕墩身重量，節(jié)約圬工材料。梁橋輕型橋梁橋輕型橋墩墩柱式橋墩柱式橋墩：墩身由分離的兩根或多根立柱：墩身由分離的兩根或多根立柱（樁柱）組成。（樁柱）組成。 2. 4 2. 4 拱橋輕型橋墩拱橋輕型橋墩 拱橋輕型橋墩，一般是為配合拱橋輕型橋墩，一般是為配合鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁基基礎(chǔ)的樁柱式橋墩。礎(chǔ)的樁柱式橋墩。 拱橋樁柱式橋墩一

13、般采用拱橋樁柱式橋墩一般采用單排樁單排樁，跨徑在，跨徑在40405050米以上的高墩，可采用米以上的高墩，可采用雙排樁雙排樁，在樁頂，在樁頂設(shè)置承臺，與墩柱聯(lián)成整體。如果柱與樁直接連設(shè)置承臺，與墩柱聯(lián)成整體。如果柱與樁直接連接，則應(yīng)在結(jié)合處設(shè)置接，則應(yīng)在結(jié)合處設(shè)置橫系梁橫系梁。 拱橋是拱橋是有推力有推力的結(jié)構(gòu)，常用橋墩型式有：的結(jié)構(gòu)，常用橋墩型式有： 普通墩普通墩：除承受豎向荷載外，一般不承受恒：除承受豎向荷載外，一般不承受恒載水平推力，如果相鄰跨徑不同時，可承受少載水平推力，如果相鄰跨徑不同時，可承受少量不平衡的水平推力。量不平衡的水平推力。 制動墩制動墩：能承受單向的恒載水平推力。：能承受

14、單向的恒載水平推力。 拱橋輕型橋墩拱橋輕型橋墩帶斜桿的帶斜桿的單向推力墩單向推力墩和懸臂式和懸臂式單向推力墩單向推力墩。鋼筋混凝土輕型橋墩鋼筋混凝土輕型橋墩鋼筋混凝土輕型橋墩鋼筋混凝土輕型橋墩 第四篇第四篇 橋梁墩臺橋梁墩臺 一、一、 概述概述 二、二、 橋墩橋墩 三、三、 橋臺橋臺 四、四、 橋墩計算橋墩計算 五、五、 橋臺計算橋臺計算 三三 橋臺橋臺 橋臺主要有橋臺主要有重力式橋臺重力式橋臺、輕型橋臺輕型橋臺兩類。兩類。 3.1 3.1 重力式橋臺重力式橋臺 重力式橋臺：靠重力式橋臺：靠自重自重來平衡臺后填土的土來平衡臺后填土的土壓力，臺身多由圬工材料建造。壓力，臺身多由圬工材料建造。 分

15、類：分類：U U型臺、八字臺等。型臺、八字臺等。 組成：組成：臺帽臺帽、臺身臺身、基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 常用的重力式橋臺為常用的重力式橋臺為U U型橋臺型橋臺：臺身為：臺身為前墻前墻和兩個和兩個側(cè)墻側(cè)墻構(gòu)成的構(gòu)成的 U U 字型結(jié)構(gòu)。字型結(jié)構(gòu)。 由于拱橋橋臺尚須承受由于拱橋橋臺尚須承受水平推力水平推力，在結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)尺寸上比梁橋橋臺尺寸上比梁橋橋臺大大。 結(jié)構(gòu)尺寸：前墻與側(cè)墻按一定比例放坡，結(jié)構(gòu)尺寸：前墻與側(cè)墻按一定比例放坡，臺身與路基同寬，各部尺寸均須滿足構(gòu)造及受臺身與路基同寬，各部尺寸均須滿足構(gòu)造及受力要求，具體可參見力要求，具體可參見橋規(guī)橋規(guī)及及墩臺與基礎(chǔ)墩臺與基礎(chǔ)之規(guī)定。若橋臺較寬，須按之規(guī)定。

16、若橋臺較寬，須按擋土墻擋土墻計算其受力。計算其受力。 臺后填土：須分層夯實，透水性好，壓縮臺后填土：須分層夯實，透水性好，壓縮性小的砂性土，并做好性小的砂性土，并做好臺后排水臺后排水措施。措施。重重力力式式橋橋臺臺 3.2 3.2 輕型橋臺輕型橋臺 輕型橋臺輕型橋臺：利用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的抗彎能力、：利用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的抗彎能力、整體剛度和材料強(qiáng)度整體剛度和材料強(qiáng)度承受外力承受外力，力求減少圬工，力求減少圬工體積而使橋臺輕型化，節(jié)省材料，降低對體積而使橋臺輕型化，節(jié)省材料，降低對地基地基強(qiáng)度強(qiáng)度的要求，適用于地質(zhì)不好或軟土地基。的要求，適用于地質(zhì)不好或軟土地基。 3.2.1 3.2.1 梁橋輕型橋臺梁橋

17、輕型橋臺 分類：分類：肋板式肋板式橋臺、橋臺、樁柱式樁柱式橋臺、橋臺、埋置式埋置式橋臺、鋼筋混凝土橋臺、鋼筋混凝土薄壁薄壁橋臺、橋臺、加筋土加筋土橋臺。橋臺。 組成：由組成：由臺帽臺帽、臺身臺身、基礎(chǔ)基礎(chǔ)三基本部分組三基本部分組成，其余部分由橋臺類型決定。成，其余部分由橋臺類型決定。 3.2.2 3.2.2 拱橋輕型橋臺拱橋輕型橋臺 拱橋輕型橋臺利用拱橋輕型橋臺利用臺后填土臺后填土的抗力來平衡拱的抗力來平衡拱推力，適用于推力，適用于小跨徑小跨徑拱橋。拱橋。 分類：分類：組合式組合式橋臺、橋臺、空腹式空腹式橋臺橋臺、齒檻式、齒檻式橋臺。橋臺。 拱橋輕型橋臺的組成拱橋輕型橋臺的組成 組合式組合式橋

18、臺：由臺身和后座組成。橋臺：由臺身和后座組成。 空腹式空腹式橋臺橋臺：由前墻、后墻、基礎(chǔ)板及撐墻：由前墻、后墻、基礎(chǔ)板及撐墻組成。組成。 齒檻式齒檻式橋臺：橋臺：由前墻、側(cè)墻、底板及撐墻組由前墻、側(cè)墻、底板及撐墻組成。成。 組合式組合式橋臺：橋臺：臺身基礎(chǔ)臺身基礎(chǔ)承受承受豎向力豎向力，一般采用，一般采用樁基或沉井基礎(chǔ)；拱的樁基或沉井基礎(chǔ)；拱的水平推力水平推力由由后座后座基底的摩阻基底的摩阻力及力及臺后的土臺后的土側(cè)壓力平衡。后座基底標(biāo)高低于拱腳側(cè)壓力平衡。后座基底標(biāo)高低于拱腳下緣標(biāo)高。臺身與后座間應(yīng)下緣標(biāo)高。臺身與后座間應(yīng)密切貼合密切貼合，并設(shè)置沉降，并設(shè)置沉降縫，以適應(yīng)兩者的不均勻沉降?？p，

19、以適應(yīng)兩者的不均勻沉降。 空腹式空腹式橋臺：橋臺：前墻前墻承受拱圈傳來的承受拱圈傳來的荷載荷載，后墻后墻支承臺后的支承臺后的土壓力土壓力，在前、后墻之間設(shè)，在前、后墻之間設(shè)置撐墻，作為傳力構(gòu)件。對后墻起到扶壁、置撐墻，作為傳力構(gòu)件。對后墻起到扶壁、對基礎(chǔ)起到加勁作用。空腹可以是敞口的，對基礎(chǔ)起到加勁作用?？崭箍梢允浅诘?，也可以是封閉的。一般在軟土地基、河床無也可以是封閉的。一般在軟土地基、河床無沖刷或沖刷輕微、水位變化小的河道上采用。沖刷或沖刷輕微、水位變化小的河道上采用。 齒檻式齒檻式橋臺：橋臺：基底基底面積較大，可支承一定面積較大，可支承一定的的垂直壓力垂直壓力；底板下的齒檻可以增加摩擦

20、和抗；底板下的齒檻可以增加摩擦和抗滑的穩(wěn)定性；滑的穩(wěn)定性；臺背臺背做成斜擋板，利用背面的原做成斜擋板，利用背面的原狀土和前墻背面的新填土，共同平衡拱的狀土和前墻背面的新填土，共同平衡拱的水平水平推力推力；前墻與后墻之間的撐墻可以提高結(jié)構(gòu)的；前墻與后墻之間的撐墻可以提高結(jié)構(gòu)的剛度。剛度。 第四篇第四篇 橋梁墩臺橋梁墩臺 一、一、 概述概述 二、二、 橋墩橋墩 三、三、 橋臺橋臺 四、四、 橋墩計算橋墩計算 五、五、 橋臺計算橋臺計算四四 橋墩計算橋墩計算 4.1 4.1 荷載及其組合荷載及其組合 4.1.1 4.1.1 恒載恒載 1 1、上部構(gòu)造的、上部構(gòu)造的恒重恒重對墩帽或拱座產(chǎn)生的對墩帽或拱

21、座產(chǎn)生的支承反力支承反力 2 2、橋墩自重、橋墩自重 3 3、預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力 4 4、基礎(chǔ)變位影響力、基礎(chǔ)變位影響力 5 5、水的浮力、水的浮力4.1.2 4.1.2 活載活載1 1、基本可變荷載、基本可變荷載汽車荷載（鋼筋混凝土墩臺計入汽車荷載（鋼筋混凝土墩臺計入沖擊力沖擊力，重，重力式墩臺不計沖擊力）力式墩臺不計沖擊力）掛車荷載掛車荷載人群荷載人群荷載2 2、其他可變荷載、其他可變荷載作用于上部構(gòu)造和墩身上的縱、橫向作用于上部構(gòu)造和墩身上的縱、橫向風(fēng)力風(fēng)力汽車荷載引起的汽車荷載引起的制動力制動力墩身上的流冰壓力墩身上的流冰壓力 墩身上的冰壓力墩身上的冰壓力 上部構(gòu)造因上部構(gòu)造因溫度變化溫度

22、變化對橋墩產(chǎn)生的水平力對橋墩產(chǎn)生的水平力 支座支座摩阻力摩阻力 3 3、偶然荷載偶然荷載 地震力地震力 作用于墩身上的船只或漂浮物的撞擊力作用于墩身上的船只或漂浮物的撞擊力 4.1.3 4.1.3 荷載組合荷載組合 1 1、梁橋重力式橋墩、梁橋重力式橋墩 組合組合1 1：按橋墩各截面上可能產(chǎn)生：按橋墩各截面上可能產(chǎn)生最大豎向最大豎向力力的情況進(jìn)行組合。的情況進(jìn)行組合。 用來驗算用來驗算墩身強(qiáng)度墩身強(qiáng)度和和基底最大應(yīng)力。基底最大應(yīng)力。 橋規(guī)橋規(guī)中的中的組合組合或或組合組合 。 組合組合2 2：按橋墩各截面在順橋方向上可能：按橋墩各截面在順橋方向上可能產(chǎn)生產(chǎn)生最大偏心最大偏心和和最大彎矩最大彎矩的

23、情況進(jìn)行組合。的情況進(jìn)行組合。 用來驗算用來驗算墩身強(qiáng)度墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力基底應(yīng)力、偏心及橋偏心及橋墩的穩(wěn)定性墩的穩(wěn)定性。 橋規(guī)橋規(guī)中的中的組合組合。 組合組合3 3：按橋墩各截面在橫橋方向上可能：按橋墩各截面在橫橋方向上可能產(chǎn)生產(chǎn)生最大偏心最大偏心和和最大彎矩最大彎矩的情況進(jìn)行組合。的情況進(jìn)行組合。 用來驗算橫橋方向的用來驗算橫橋方向的墩身強(qiáng)度墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力基底應(yīng)力、偏心及橋墩的穩(wěn)定性偏心及橋墩的穩(wěn)定性。 橋規(guī)橋規(guī)中的中的組合組合、組合、組合 。 2 2、拱橋重力式橋墩、拱橋重力式橋墩 順橋順橋方向的荷載及其組合方向的荷載及其組合 對于普通橋墩為相鄰兩孔的對于普通橋墩為相鄰兩孔的永久荷載

24、永久荷載，在一孔或跨徑較大的一孔滿布基本可變荷載在一孔或跨徑較大的一孔滿布基本可變荷載的一種或幾種，其他可變荷載中的汽車制動的一種或幾種，其他可變荷載中的汽車制動力、縱向風(fēng)力、溫度影響力等，并由此對橋力、縱向風(fēng)力、溫度影響力等，并由此對橋墩產(chǎn)生不平衡水平推力、豎向力和彎矩。墩產(chǎn)生不平衡水平推力、豎向力和彎矩。 對于對于單向推力墩單向推力墩，只考慮相鄰兩孔中跨，只考慮相鄰兩孔中跨徑較大一孔的永久荷載作用力。徑較大一孔的永久荷載作用力。 橫橋橫橋方向的荷載及其組合方向的荷載及其組合 在橫橋向作用于橋墩上的外力有風(fēng)力、流在橫橋向作用于橋墩上的外力有風(fēng)力、流水壓力、冰壓力、船只或漂浮物撞擊力或地震水壓

25、力、冰壓力、船只或漂浮物撞擊力或地震力等。對于公路橋梁橫橋方向的受力驗算一般力等。對于公路橋梁橫橋方向的受力驗算一般不控制設(shè)計不控制設(shè)計。 4.2 4.2 重力式橋墩重力式橋墩計算計算 圬工橋墩圬工橋墩墩身強(qiáng)度驗算墩身強(qiáng)度驗算 對于對于較矮較矮的橋墩一般驗算墩身的的橋墩一般驗算墩身的底截面底截面和和墩身的墩身的突變處突變處截面；對于截面；對于較高較高的橋墩，由于危的橋墩，由于危險截面不一定在墩身底部，應(yīng)沿豎向險截面不一定在墩身底部，應(yīng)沿豎向每隔每隔2 23 3米米驗算一個截面。驗算一個截面。 4.2.1 4.2.1 計算步驟計算步驟: : 內(nèi)力計算內(nèi)力計算 將作用于每個截面上的外力按將作用于每

26、個截面上的外力按順橋方向順橋方向和和橫橫橋方向橋方向分別進(jìn)行荷載組合，以求得相應(yīng)的分別進(jìn)行荷載組合，以求得相應(yīng)的縱向力縱向力、水平力水平力和和彎矩彎矩。 抗壓強(qiáng)度的驗算抗壓強(qiáng)度的驗算 對于對于軸心受壓軸心受壓和和偏心受壓偏心受壓的橋墩，可按的橋墩，可按橋橋規(guī)規(guī)有關(guān)公式進(jìn)行驗算，如果不滿足要求，應(yīng)修有關(guān)公式進(jìn)行驗算，如果不滿足要求，應(yīng)修改墩身截面尺寸，重新驗算。改墩身截面尺寸，重新驗算。 偏心距的驗算偏心距的驗算 橋墩承受橋墩承受偏心受壓荷載偏心受壓荷載時，偏心距不得時，偏心距不得超過規(guī)定的超過規(guī)定的容許值容許值。 抗剪強(qiáng)度驗算抗剪強(qiáng)度驗算 當(dāng)拱橋相鄰兩孔的推力不相等時，驗算當(dāng)拱橋相鄰兩孔的推力

27、不相等時，驗算拱座底截面的抗剪強(qiáng)度。拱座底截面的抗剪強(qiáng)度。 4.2.2 4.2.2 墩頂水平位移驗算墩頂水平位移驗算 高度超過高度超過2020米的重力式橋墩應(yīng)驗算米的重力式橋墩應(yīng)驗算墩頂墩頂水平方向的彈性位移。水平方向的彈性位移。橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定墩頂端水平位移的容許限值為：規(guī)定墩頂端水平位移的容許限值為： l5 . 0l l：相鄰墩臺間最小跨徑長度，以米計。：相鄰墩臺間最小跨徑長度，以米計?？鐝叫∮诳鐝叫∮?525米按米按2525米計。米計。4.2.3 4.2.3 基礎(chǔ)底面土的承載力和偏心距的驗算基礎(chǔ)底面土的承載力和偏心距的驗算1 1、基礎(chǔ)底面土的承載力驗算、基礎(chǔ)底面土的承載力驗算順橋向：順橋向：

28、橫橋向：橫橋向：/2maxxacN/2maxybcN式中式中 maxmax：應(yīng)力重分布后：應(yīng)力重分布后基底最大壓應(yīng)力基底最大壓應(yīng)力 NN：作用于基礎(chǔ)底面：作用于基礎(chǔ)底面合力合力的的豎向分力豎向分力 a a、b b：橫橋方向和順橋方向基礎(chǔ)底面積：橫橋方向和順橋方向基礎(chǔ)底面積 的邊長的邊長 ：地基土壤的容許承載力：地基土壤的容許承載力 c cx x：順橋方向順橋方向驗算時，基底受壓面積在順驗算時，基底受壓面積在順 橋方向的長度橋方向的長度 c cy y：橫橋方向橫橋方向驗算時，基底受壓面積在橫驗算時，基底受壓面積在橫 橋方向的長度橋方向的長度 e ex x、 e ey y ：合力合力在在X X軸和

29、軸和Y Y軸方向的軸方向的偏心距偏心距)2/(3xxebc)2/(3yyebc 2 2、基底偏心距驗算、基底偏心距驗算 在基礎(chǔ)的縱向和橫向，計算荷載偏心距應(yīng)在基礎(chǔ)的縱向和橫向，計算荷載偏心距應(yīng)滿足規(guī)定。滿足規(guī)定。AW /NMe/式中式中 ：墩臺基礎(chǔ)底面的：墩臺基礎(chǔ)底面的核心半徑核心半徑 W W：墩臺基礎(chǔ)底面的：墩臺基礎(chǔ)底面的截面模量截面模量 A A：墩臺基礎(chǔ)底面的：墩臺基礎(chǔ)底面的面積面積 NN：作用于基底合力的：作用于基底合力的豎向分力豎向分力 MM：作用于墩臺的水平力和豎向力：作用于墩臺的水平力和豎向力 對基底形心軸的對基底形心軸的彎矩彎矩 4.2.4 4.2.4 橋墩的整體穩(wěn)定性驗算橋墩的

30、整體穩(wěn)定性驗算 1 1、傾覆穩(wěn)定性驗算、傾覆穩(wěn)定性驗算00/ex）h（T）eppxMMKiiiii傾穩(wěn)式中式中 MM穩(wěn)穩(wěn)：穩(wěn)定力矩：穩(wěn)定力矩 MM傾傾：傾覆力矩：傾覆力矩 PPi i：作用于基底豎向力的總和：作用于基底豎向力的總和 (p(pi ie ei i) )：作用于橋墩上各豎向力與它：作用于橋墩上各豎向力與它 們到基底形心軸距離的乘積們到基底形心軸距離的乘積 (T(Ti ih hi i) )：作用于橋墩上各水平力與它：作用于橋墩上各水平力與它 們到基底距離的乘積們到基底距離的乘積 x x：基底截面重心：基底截面重心0 0至偏心方向截面至偏心方向截面 邊緣的距離邊緣的距離 e e0 0：所

31、有外力的合力的豎向分力對：所有外力的合力的豎向分力對 基底重心的偏心距基底重心的偏心距 2 2、滑動穩(wěn)定性驗算、滑動穩(wěn)定性驗算iiTPfKc/式中式中 PiPi：作用于基底各：作用于基底各豎向力豎向力的總和的總和 TiTi：作用于橋墩上各：作用于橋墩上各水平力水平力的總和的總和 f f：基礎(chǔ)底面與地基土之間的：基礎(chǔ)底面與地基土之間的摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 求得的傾覆與滑動穩(wěn)定系數(shù)求得的傾覆與滑動穩(wěn)定系數(shù)K K0 0、K Kc c均不得均不得小于小于規(guī)定的最小值規(guī)定的最小值。 4.3 4.3 樁柱式橋墩樁柱式橋墩計算計算 樁柱式橋墩的計算包括樁柱式橋墩的計算包括蓋梁蓋梁和和樁身樁身。 4.3.1 4.

32、3.1 蓋梁計算蓋梁計算 樁柱式橋墩的蓋梁，對樁柱式橋墩的蓋梁，對雙柱式橋墩雙柱式橋墩，當(dāng)蓋，當(dāng)蓋梁的剛度與樁柱的梁的剛度與樁柱的剛度比剛度比大于大于5 5時，一般忽略時，一般忽略樁柱對蓋梁的彈性約束，近似地按樁柱對蓋梁的彈性約束，近似地按雙懸臂梁雙懸臂梁計計算；對于算；對于多柱式多柱式或或多樁式多樁式橋墩，近似地按多橋墩，近似地按多跨跨連續(xù)梁連續(xù)梁計算；當(dāng)橋墩承受較大計算；當(dāng)橋墩承受較大橫向力橫向力時，則蓋時，則蓋梁應(yīng)作為梁應(yīng)作為橫向剛架橫向剛架的一部分進(jìn)行驗算。的一部分進(jìn)行驗算。蓋梁計算內(nèi)容：蓋梁計算內(nèi)容：1 1、恒載恒載及其內(nèi)力計算及其內(nèi)力計算2 2、活載活載及其內(nèi)力計算及其內(nèi)力計算3

33、3、施工吊裝荷載施工吊裝荷載及其內(nèi)力計算及其內(nèi)力計算4 4、荷載組合荷載組合及其內(nèi)力包絡(luò)圖及其內(nèi)力包絡(luò)圖5 5、配筋配筋計算計算 4.3.2 4.3.2 樁身計算樁身計算 樁墩一般分為樁墩一般分為剛性剛性樁墩和樁墩和柔性柔性樁墩兩種。樁墩兩種。剛性剛性樁墩的計算方法與樁墩的計算方法與重力式橋墩重力式橋墩相似；相似；柔性柔性樁墩需要從樁墩需要從整個橋梁體系整個橋梁體系的分析來確定各橋墩的分析來確定各橋墩的受力。的受力。 柔性樁墩（多跨鉸接剛架）的計算：柔性樁墩（多跨鉸接剛架）的計算： 1 1、基本假定、基本假定 1 1）柔性樁墩作為下端固結(jié)、上端鉸結(jié)的）柔性樁墩作為下端固結(jié)、上端鉸結(jié)的超靜定梁；

34、超靜定梁； 2 2）作用于墩頂?shù)呢Q向力、不平衡彎矩以及）作用于墩頂?shù)呢Q向力、不平衡彎矩以及由溫度力、制動力等由溫度力、制動力等水平力水平力所引起的墩頂位移，所引起的墩頂位移，先分別進(jìn)行力學(xué)分析，然后進(jìn)行內(nèi)力跌加，不計先分別進(jìn)行力學(xué)分析，然后進(jìn)行內(nèi)力跌加，不計這些力的相互作用影響。這些力的相互作用影響。 3 3）計算）計算制動力制動力時，各墩臺受力按墩頂抗推時，各墩臺受力按墩頂抗推剛剛度分配度分配，在計算，在計算土壓力土壓力時，如設(shè)有實體剛性墩臺，時，如設(shè)有實體剛性墩臺，則由岸墩承受土壓力，并假定此時各個樁頂所受則由岸墩承受土壓力，并假定此時各個樁頂所受到的水平力將經(jīng)各支座直接傳遞到對岸，為對岸

35、到的水平力將經(jīng)各支座直接傳遞到對岸，為對岸土抗力平衡，其余個柔性墩均不考慮受力。土抗力平衡，其余個柔性墩均不考慮受力。 4 4）計算溫度變形時，樁墩對梁產(chǎn)生的彈性）計算溫度變形時，樁墩對梁產(chǎn)生的彈性拉伸或壓縮影響忽略不計，而只計樁墩頂部拉伸或壓縮影響忽略不計，而只計樁墩頂部水水平力平力對樁墩所引起對樁墩所引起彎矩彎矩的影響。的影響。 2 2、計算步驟、計算步驟 1 1）抗推剛度抗推剛度的計算的計算 K Ki=1/=1/i 當(dāng)墩柱下端當(dāng)墩柱下端固定固定在基礎(chǔ)或承臺頂面時在基礎(chǔ)或承臺頂面時 i=l=li3 3/3E/3EI I 當(dāng)考慮樁側(cè)土的當(dāng)考慮樁側(cè)土的彈性抗力彈性抗力時，時，i按樁基按樁基礎(chǔ)公

36、式計算。礎(chǔ)公式計算。式中式中i i：單位水平力作用在第：單位水平力作用在第i i柔性墩頂產(chǎn)生柔性墩頂產(chǎn)生 的水平位移（的水平位移（m/KNm/KN） l li i：第：第i i柔性墩柱下端固著處到墩頂?shù)母叨热嵝远罩露斯讨幍蕉枕數(shù)母叨?（mm） I I：墩身橫截面對形心軸的慣性矩（：墩身橫截面對形心軸的慣性矩（mm4） 2 2）墩頂）墩頂制動力制動力的計算的計算 H HiTiT= K Ki iT T/K Ki i H HiTiT：作用在第：作用在第i i墩臺的制動力（墩臺的制動力（KNKN） T T：全橋或第一聯(lián)承受的制動力（：全橋或第一聯(lián)承受的制動力（KNKN） 墩頂水平位移墩頂水平位移i

37、TiT為：為： iT= H HiT/K/Ki3 3）梁的）梁的溫度溫度變形引起的變形引起的水平力水平力計算計算各墩頂由溫度引起的水平位移為：各墩頂由溫度引起的水平位移為：it it= tx= txi i各排架樁頂所受的溫度力：各排架樁頂所受的溫度力：H Hit it= K= Ki i it it墩頂發(fā)生的水平位移為：墩頂發(fā)生的水平位移為：i i= iTiT +it it相應(yīng)的水平力為：相應(yīng)的水平力為： H Hi i= K= Ki i i i= H= HiTiT +H +Hit it4 4）由于）由于墩頂產(chǎn)生的水平位移墩頂產(chǎn)生的水平位移i、豎向力、豎向力N引起引起墩內(nèi)墩內(nèi)彎矩彎矩而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的

38、水平反力水平反力 H HNN= -5 N= -5 Ni i/4 l/4 li i5）由于墩頂）由于墩頂偏心彎矩偏心彎矩MM0 0而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的水平反力水平反力 H HM0M0= -1.5 M= -1.5 M0 0/ l/ li i 作用在一個墩頂?shù)母黜椝搅τ嬎阃瓿珊螅饔迷谝粋€墩頂?shù)母黜椝搅τ嬎阃瓿珊?，便可根?jù)便可根據(jù)最不利最不利荷載情況進(jìn)行組合，柱墩按荷載情況進(jìn)行組合，柱墩按柱頂柱頂處的水平力、豎向力及彎矩驗算各處的水平力、豎向力及彎矩驗算各截面強(qiáng)度截面強(qiáng)度和和穩(wěn)穩(wěn)定性定性。排架排架應(yīng)考慮樁側(cè)土的彈性抗力，按應(yīng)考慮樁側(cè)土的彈性抗力，按彈性地彈性地基梁基梁法進(jìn)行內(nèi)力計算和截面強(qiáng)度、穩(wěn)定性

39、、樁的法進(jìn)行內(nèi)力計算和截面強(qiáng)度、穩(wěn)定性、樁的入土深度等項目的驗算。另外，柔性排架墩在入土深度等項目的驗算。另外，柔性排架墩在橫橫橋向橋向是一個是一個多跨剛架多跨剛架，橫橋向水平荷載不大，一，橫橋向水平荷載不大，一般不控制設(shè)計，般不控制設(shè)計，可不作驗算可不作驗算。 第四篇第四篇 橋梁墩臺橋梁墩臺 一、一、 概述概述 二、二、 橋墩橋墩 三、三、 橋臺橋臺 四、四、 橋墩計算橋墩計算 五、五、 橋臺計算橋臺計算五五 橋臺計算橋臺計算 5.15.1 重力式橋臺的計算重力式橋臺的計算 5.1.1 5.1.1 重力式橋臺的計算特點重力式橋臺的計算特點 計算重力式計算重力式橋臺橋臺所考慮的荷載與重力式所考

40、慮的荷載與重力式橋橋墩墩計算基本一樣，不同的是：對于橋臺需計計算基本一樣，不同的是：對于橋臺需計入車輛荷載引起的入車輛荷載引起的土側(cè)壓力土側(cè)壓力，而不計縱、橫，而不計縱、橫向風(fēng)力、流水壓力、冰壓力、船只或漂浮物向風(fēng)力、流水壓力、冰壓力、船只或漂浮物的撞擊力。另外，橋臺的強(qiáng)度、偏心距和穩(wěn)的撞擊力。另外，橋臺的強(qiáng)度、偏心距和穩(wěn)定性的驗算也與橋墩基本相同，但只作定性的驗算也與橋墩基本相同，但只作順橋順橋方向的驗算方向的驗算。 5.1.2 5.1.2 重力式橋臺計算的荷載組合重力式橋臺計算的荷載組合 1 1、梁橋、梁橋重力式橋臺的荷載組合重力式橋臺的荷載組合 車輛荷載車輛荷載的布置：的布置： 1 1）

41、車輛荷載僅布置在臺后填土的）車輛荷載僅布置在臺后填土的破壞棱體破壞棱體上上 2 2）車輛荷載僅布置在）車輛荷載僅布置在橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu)上上 3 3）車輛荷載同時布置在車輛荷載同時布置在橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu)和和破壞棱體破壞棱體上。上。 臺后的土側(cè)壓力，一般按臺后的土側(cè)壓力，一般按主動土壓力主動土壓力計算，大計算，大小與土的壓實程度有關(guān)。小與土的壓實程度有關(guān)。 2 2、拱橋重力式橋臺的荷載組合、拱橋重力式橋臺的荷載組合 車輛荷載車輛荷載的布置：的布置： 1）橋上滿布車輛荷載，使拱腳水平推力）橋上滿布車輛荷載，使拱腳水平推力達(dá)到最大值；達(dá)到最大值； 2）在臺后）在臺后破壞棱體破壞棱體上布置車輛荷載。上布

42、置車輛荷載。 臺后的土側(cè)壓力，一般按臺后的土側(cè)壓力，一般按主動土壓力主動土壓力計算，計算，大小與土的壓實程度有關(guān)。大小與土的壓實程度有關(guān)。 5.2 5.2 樁長計算樁長計算 5.2.15.2.1 計算步驟計算步驟 1 1、利用上部計算結(jié)果，計算、利用上部計算結(jié)果，計算單樁樁頂外力單樁樁頂外力P P； 2 2、假定樁長假定樁長L L，計算，計算單樁容許承載力單樁容許承載力PP； 3 3、比較單樁樁頂外力比較單樁樁頂外力P與單樁容許承載力與單樁容許承載力P的大小：的大?。?若滿足若滿足P PP P，且相差不大時，可確定，且相差不大時，可確定設(shè)計樁長為假定樁長設(shè)計樁長為假定樁長L； 若不滿足若不滿足

43、P PP P，則加長樁長或加大樁，則加長樁長或加大樁徑，重新進(jìn)行試算，確定設(shè)計樁長徑，重新進(jìn)行試算，確定設(shè)計樁長L；若滿足若滿足P PP P，但相差較大時，可減短樁長或，但相差較大時，可減短樁長或減小樁徑，重新進(jìn)行試算，確定設(shè)計樁長減小樁徑，重新進(jìn)行試算，確定設(shè)計樁長L； 5.2.15.2.1 計算公式計算公式 P=1/2P=1/2（ULULP P+A+AR R）式中式中 PP：單樁軸向受壓：單樁軸向受壓容許承載力容許承載力（KNKN） 當(dāng)按鉆孔樁樁周土的極限摩阻力當(dāng)按鉆孔樁樁周土的極限摩阻力i i值值 計算時，在局部沖刷線以下時，樁身計算時，在局部沖刷線以下時，樁身 重力的重力的1/21/2作為外力考慮。作為外力考慮。 U U：樁的周長（：樁的周長（mm）按）按成孔直徑成孔直徑計算計算 L L：樁在：樁在局部沖刷線局部沖刷線以下的以下的有效長度有效長度（mm） P：樁壁樁壁土的土的平均極限摩阻力平均極限摩阻力(KpKpa ) A A：樁底樁底橫截面面積橫截面面積(mm 2)，采用，采用設(shè)計直徑設(shè)計直徑R：樁尖樁尖處土的處土的極限承