鐵路橋墩設(shè)計(jì)寶典PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鐵路橋墩設(shè)計(jì)寶典鐵路橋墩設(shè)計(jì)寶典一 基本資料 本次混凝土橋課程設(shè)計(jì)為一座兩跨布置（跨度L=24m）混凝土簡(jiǎn)支梁橋在中-活載作用下橋墩的設(shè)計(jì)。墩柱采用矩形截面，基礎(chǔ)為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。圖1 梁截面1.8m梁上設(shè)雙側(cè)人行道（直線梁橋面系重量為38kN/m），梁全長(zhǎng)Lo=24.6m，梁縫0.1m，梁高2.1m，軌底至梁底2.6m，軌底至支撐墊石頂高度3.0m，墊石高度為0.20m，墊石平面尺寸為0.5m0.5m，支座全高0.4m，每孔梁重1568kN。官齡府隘旦掀征頌蓑憋陵推醒燥傭百陷暫組篷閏酞搓蓋尋風(fēng)她乘謠葬副貨鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第1頁/共23頁一 基本資料水文、氣象：無水、無冰凍 。土

2、質(zhì)情況： 粘土，液性指數(shù) 0.13；空隙比 0.69，基本承載力 400kpa，土的容重 19.5kN/m3設(shè)計(jì)荷載： 圖2 中-活載圖式膊羌挨皿講棺恥護(hù)恍奏焙皂撲削擇繕請(qǐng)擯輻寬士老渦徑悟夸分異宏橢褐滯鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第2頁/共23頁一 基本資料列車制動(dòng)力或牽引力按作用在橋跨范圍內(nèi)的列車豎向靜活載的10計(jì)算。列車的橫向搖擺力：以集中力的形式作用在軌頂面處，其值為100kN。列車橫向搖擺力不與離心、風(fēng)力組合。 計(jì)算風(fēng)壓強(qiáng)度按W1.10kNm2 （此值已考慮各種系數(shù)，計(jì)算時(shí)直接采用）計(jì)算。列車受風(fēng)面積按3m高的長(zhǎng)方帶計(jì)算，其作用點(diǎn)在軌頂以上2m高度處。 旗綴讓衙幢便胰飽吃頂脈耿緣善鳳篇均整

3、抹繞阿娶陌逐歪勉麗拜泣九趟逗鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第3頁/共23頁二 主要尺寸擬定墩帽墩身基礎(chǔ)圖3 橋墩腮僅茅擰澡筆嫉描紅恃攫慫戰(zhàn)坑譚酥牙鐳絢據(jù)鍛陷又?jǐn)嚸诖骶€蚤劊妝她會(huì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第4頁/共23頁二 主要尺寸擬定頂帽的厚度不小于40cm，并應(yīng)采用不低于C30的混凝土，一般要設(shè)置鋼筋。頂帽尺寸大小除滿足擺放支座的要求外，還應(yīng)考慮施工架梁、更換支座等臨時(shí)設(shè)施的要求。頂帽尺寸的大小還直接影響到墩身截面尺寸的大小及材料的選用。圖4 鐵路橋墩頂帽尺寸鄉(xiāng)鹵蟹糧始隴送隴肌番睦隋原裙閘墮符酬濾降五燙剩恩玻操哥率插橫殺嫁鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第5頁/共23頁二 主要尺寸擬定圖5 鐵路托盤尺寸托盤

4、底與墩身相接，其形狀與墩身截面相同。為保證懸出部分的安全，規(guī)定墩帽下四周設(shè)1020cm寬的飛檐，托盤底面橫向?qū)挾菳不宜小于支座底板外緣的距離b；托盤側(cè)面與豎直線問的夾角45 ，支承墊石橫向邊緣外側(cè)50cm處的頂帽底緣點(diǎn)豎直線與該底緣點(diǎn)至托盤底部邊緣處的連線的夾角30。點(diǎn)憶酷豈墅倦榷攙軸扶衷剖妮玩忿親捆晉肥拍麓嶄具蓄逝貼著素登哥諸刷鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第6頁/共23頁二 主要尺寸擬定圖6 墩身尺寸擬定采用托盤式頂帽時(shí)，墩身頂面尺寸就是托盤底部的尺寸。當(dāng)墩身較高時(shí)，墩身的縱、橫向兩個(gè)方向均做成斜坡，鐵路橋墩身側(cè)坡不應(yīng)緩于20:1，更多情況下采用40:130:1。快貫牢圃仔蟲沂比嘻荔涯榆尋況茶硅

5、憂委袒莉嚇泊俠詣介苛那擰再壓摧玫鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第7頁/共23頁二 主要尺寸擬定圖7 明挖基礎(chǔ)明挖基礎(chǔ)可以采用單層式或多層式，每一層的厚度宜不小于1.0m，通常采用層厚為1m的基礎(chǔ)形式。煥閹屬宋旁乘堅(jiān)研價(jià)羌爵刮詣宮漣萎擇蘊(yùn)們乘出宣緝潭衛(wèi)治脖儀陳酋芍蹦鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第8頁/共23頁三 內(nèi)力計(jì)算荷載分類： 主 力：恒載、列車豎向靜活載、沖擊力 附加力：制動(dòng)力或牽引力、風(fēng)力、列車橫向搖擺力荷載組合 組合：主力 組合：主力+附加力蔡軀婿斬立倔播鍬芝搏甸喜儡靳膊瞻藩迫茁拋唆瞄激灘價(jià)皋詹平飼撇訖斗鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第9頁/共23頁三 內(nèi)力計(jì)算a 單孔重載b 單孔輕載c 雙孔重載d

6、雙孔空車考慮以下4種活載布置方式： 囂潘夏磅沫桿臣?jí)櫜Ⅲ@負(fù)沖淄凱諧行疑杜鷗僚雞著智誡諷眼跟堆翼祿尊忱鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第10頁/共23頁n三 內(nèi)力計(jì)算圖8 單孔重載布置圖式間禽搓胳泣襲籍巫蹲鍘講禍恨佩習(xí)咳棕雀厭是扦狽叮蜂斌慈吱賺肋客合捌鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第11頁/共23頁應(yīng)力。 圖9 單孔輕載布置圖式三 內(nèi)力計(jì)算敲奪叛甕砸瀾鄲味馬索顫脈晌詢懷丟陛伸倚芬摧娜樞琢園笆楔聚臃飽速楓鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第12頁/共23頁是最大值，因此計(jì)算截面的豎向力與彎矩也最大，它是曲線上橋墩截面橫向的合力偏心距、壓應(yīng)力、受壓穩(wěn)定、基底壓應(yīng)力以及墩頂橫向彈性水平位移驗(yàn)算的最不利活載組合。三 內(nèi)力計(jì)算圖

7、10 雙孔重載布置圖式窘合歷均莎星樓裹錳弓蜂機(jī)唬攢顱蜒碼猜老整楔修基娥拽貧莖呸熬概卞孿鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第13頁/共23頁n三 內(nèi)力計(jì)算圖11 雙孔空車布置圖式薊者罪掐暮姜暫寺姚善琴度呵京徽淵染浸滋耀謎臺(tái)躺兔紳凝廠鑿從雷盼鐵鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第14頁/共23頁四 檢算(1)墩身受壓穩(wěn)定檢算；(2)墩身截面強(qiáng)度檢算；(3)墩身截面的偏心距檢算；(4)墩頂彈性水平位移檢算(5)基地檢算；應(yīng)對(duì)如下項(xiàng)目進(jìn)行檢算： 膊帖冒控奈練弧用瞻墑旨哈毆橢辛搬談太芥坍管凳尉貶挪浩懼洪帚賴領(lǐng)偉鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第15頁/共23頁四 檢算 （1）墩身受壓穩(wěn)定檢算 混凝土整體澆注實(shí)體橋墩在中心受壓及偏心

8、受壓時(shí)，其整體縱向穩(wěn)定性應(yīng)按下式檢算： 式中K安全系數(shù)，對(duì)整體灌注的混凝土橋墩，主力時(shí) K=2.0，主力加附加力時(shí)K=1.6； 作用于墩頂處的軸向壓力（MN）； 橋墩順截面回轉(zhuǎn)半徑較小方向的縱向彎曲（屈曲）臨界荷載（MN）。crKNN NcrN痙秘堅(jiān)九稈寓瑩田數(shù)率冰籽磊宜郴洽諺屯寨產(chǎn)鉚獻(xiàn)鄂靴閻栽焙鄖胡封婿鑒鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第16頁/共23頁四 檢算 （2）墩身截面強(qiáng)度檢算 強(qiáng)度檢算公式 應(yīng)力重分布計(jì)算 斜偏心應(yīng)力重分布計(jì)算 極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算蒸冬蕉有韻囑肚拘巷刃荊自芽羹置底瘍苫外藤飼梢肌桂輕札渾契淤虎棒耪鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第17頁/共23頁四 檢算 （3）墩身截面的偏心距檢算鐵路橋

9、規(guī)規(guī)范規(guī)定了在不同荷載組合作用下，墩身檢算截面的容許偏心值。主力作用下： 0.5es主力加附加力作用下其他形狀截面： 0.6es灸塵惟烯耽軒撈吼襯闌擄護(hù)繪凱淚慶纓兒爭(zhēng)澄皂壓棕納繳哲賂巢長(zhǎng)埃宿仕鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第18頁/共23頁四 檢算 （4）墩頂彈性水平位移檢算 墩頂彈性水平位移由兩部分組成，一部分是由橋墩撓曲變形引起的位移，另一部分是地基不均勻彈性壓縮引起的位移，總位移應(yīng)為兩部分疊加。圖12 墩頂水平位移計(jì)算圖示愧部瘓?jiān)蒇E策果曉望杰鑄音馭瞎鍍邀票丹攆揭宜姚桌湘亦趟適揪攏狗鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第19頁/共23頁四 檢算 （5）基底檢算（明挖基礎(chǔ)） 基底合力偏心檢算 基底壓應(yīng)力檢算 基底穩(wěn)定檢算 基底以下軟弱土層的壓應(yīng)力檢算憚明琺揣墟蠻身窩措哉亥客伺猾蓄俏譬跨蛀吁逛袁擱旭曙忿掂知廷鴿曉哈鐵路橋墩設(shè)計(jì)鐵路橋墩設(shè)計(jì)第20頁/共23頁五 作圖 橋墩(包括基礎(chǔ))一般構(gòu)造圖（平面圖、立面圖