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1、第二章第二章 橋梁墩臺橋梁墩臺教學(xué)要求:教學(xué)要求:u掌握橋梁墩臺的類型;掌握橋梁墩臺的類型;u熟悉墩臺的構(gòu)造要求和尺寸擬定;熟悉墩臺的構(gòu)造要求和尺寸擬定;u熟悉墩臺驗算;熟悉墩臺驗算;u了解輕型橋臺、柔性墩的計算要點;了解輕型橋臺、柔性墩的計算要點;u了解墩臺的抗震計算、維修加固和改造。了解墩臺的抗震計算、維修加固和改造。第一節(jié)第一節(jié) 墩臺類型簡介墩臺類型簡介 橋墩類型橋墩類型(一)梁、板式橋橋墩(一)梁、板式橋橋墩1實體橋墩實體橋墩定義:指橋墩由實體結(jié)構(gòu)組成,又稱為重力式橋墩。定義:指橋墩由實體結(jié)構(gòu)組成,又稱為重力式橋墩。特點:主要依靠自身重力(包括上部結(jié)構(gòu)重力)來平特點:主要依靠自身重力(
2、包括上部結(jié)構(gòu)重力)來平衡外力保證橋墩的穩(wěn)定。衡外力保證橋墩的穩(wěn)定。截面形式:圓形、方形、矩形、尖端形、圓端形等。截面形式:圓形、方形、矩形、尖端形、圓端形等。 2.空心橋墩空心橋墩 定義:墩身為空腔體的橋墩,多為混凝土或鋼筋定義:墩身為空腔體的橋墩,多為混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于較高的橋墩?;炷两Y(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于較高的橋墩。斷面形式如圖斷面形式如圖2.3所示:所示: 鋼筋混凝土空心墩構(gòu)造鋼筋混凝土空心墩構(gòu)造如圖如圖2.4,一般要設(shè)橫隔板、,一般要設(shè)橫隔板、通風(fēng)孔、檢查孔道及扶梯等。通風(fēng)孔、檢查孔道及扶梯等。 3.樁(柱)式橋墩樁(柱)式橋墩 結(jié)構(gòu)特點:由分離的兩根或多根立柱(或樁結(jié)構(gòu)特
3、點:由分離的兩根或多根立柱(或樁柱)組成,上加蓋梁作為墩帽,形成樁(柱)式橋柱)組成,上加蓋梁作為墩帽,形成樁(柱)式橋墩。墩。適用范圍:較寬較大的城市高架橋和立交橋中。適用范圍:較寬較大的城市高架橋和立交橋中。 4.柔性墩柔性墩 定義:將剛度不等的橋墩通過主(蓋)梁連接為定義:將剛度不等的橋墩通過主(蓋)梁連接為一體,縱向水平力會按各橋墩的剪力剛度進行分配,一體,縱向水平力會按各橋墩的剪力剛度進行分配,大部分傳向剛度大的橋墩和橋臺,小部分傳給剛度小大部分傳向剛度大的橋墩和橋臺,小部分傳給剛度小的橋墩,使那些剛度小的橋墩在順橋方向的墩身可以的橋墩,使那些剛度小的橋墩在順橋方向的墩身可以做的很薄
4、,叫做柔性墩。做的很薄,叫做柔性墩。常見類型:鋼筋混凝土排架墩和薄壁墩。常見類型:鋼筋混凝土排架墩和薄壁墩。 柔性墩組合布置有兩種形式,一是柔性墩組合布置有兩種形式,一是全部用柔性全部用柔性排架墩。排架墩。橋跨分聯(lián)(段)橋跨分聯(lián)(段):當橋梁孔數(shù)較多且橋較長時,柔性:當橋梁孔數(shù)較多且橋較長時,柔性排架墩的墩頂會因位移過大而處于不利狀態(tài),這時宜將橋排架墩的墩頂會因位移過大而處于不利狀態(tài),這時宜將橋跨分成若干聯(lián)(段),一聯(lián)(跨)長度的劃分視溫度、地跨分成若干聯(lián)(段),一聯(lián)(跨)長度的劃分視溫度、地形、構(gòu)造和受力情況確定。形、構(gòu)造和受力情況確定。 溫度墩溫度墩:段與段之間設(shè)置溫度墩,即為兩排互不聯(lián)系
5、:段與段之間設(shè)置溫度墩,即為兩排互不聯(lián)系的樁墩,為的是在溫度變化的情況下,段與段之間互不影的樁墩,為的是在溫度變化的情況下,段與段之間互不影響。響。 雙排墩雙排墩:在每段內(nèi)設(shè)置一個由蓋梁聯(lián)成整體的雙排:在每段內(nèi)設(shè)置一個由蓋梁聯(lián)成整體的雙排墩,以增加結(jié)構(gòu)的剛度。墩,以增加結(jié)構(gòu)的剛度。另一種是另一種是剛性墩和柔性墩剛性墩和柔性墩聯(lián)合使用,水平力主要聯(lián)合使用,水平力主要由段(聯(lián))內(nèi)的剛性墩及橋臺承受,以活動支座分割由段(聯(lián))內(nèi)的剛性墩及橋臺承受,以活動支座分割段(聯(lián))長。段(聯(lián))長。 薄壁墩目前廣泛采用薄壁墩目前廣泛采用雙柱式薄壁墩。雙柱式薄壁墩。 特點:增加橋墩剛特點:增加橋墩剛度,減少主梁支點負
6、度,減少主梁支點負彎矩,美化橋梁外觀。彎矩,美化橋梁外觀。 5、桿、板結(jié)構(gòu)輕型橋墩、桿、板結(jié)構(gòu)輕型橋墩 城市橋梁中經(jīng)常使用的形墩、形墩、形墩、城市橋梁中經(jīng)常使用的形墩、形墩、形墩、倒形薄壁墩等。倒形薄壁墩等。 (二)拱橋橋墩(二)拱橋橋墩 1、拱肋與拱座連接方式、拱肋與拱座連接方式 2、拱橋分類、拱橋分類 (1)按構(gòu)造分類:)按構(gòu)造分類:重力式墩重力式墩和和柱式墩柱式墩。 (2)按承受水平力情況分類:)按承受水平力情況分類:普通墩普通墩和和單向推力墩單向推力墩。 普通墩普通墩:除了承受相鄰兩跨結(jié)構(gòu)傳來的垂直反力外,:除了承受相鄰兩跨結(jié)構(gòu)傳來的垂直反力外,一般不承受恒載水平推力,或者當相鄰孔不相
7、同時只承受一般不承受恒載水平推力,或者當相鄰孔不相同時只承受經(jīng)過相互抵消后尚余的不平衡推力。經(jīng)過相互抵消后尚余的不平衡推力。 單向推力墩單向推力墩: 恒載單向推力墩恒載單向推力墩: 在它一側(cè)的橋孔因某種原因遭到毀壞時,能承受單側(cè)在它一側(cè)的橋孔因某種原因遭到毀壞時,能承受單側(cè)拱的恒載水平推力,以保證其另一側(cè)的拱橋不致遭到傾塌。拱的恒載水平推力,以保證其另一側(cè)的拱橋不致遭到傾塌。 分段墩分段墩: 施工時為了拱架的多次周轉(zhuǎn),用于分段施工而設(shè)置的施工時為了拱架的多次周轉(zhuǎn),用于分段施工而設(shè)置的“分段墩分段墩”,即承受施工中拱結(jié)構(gòu)恒載的單向推力墩。,即承受施工中拱結(jié)構(gòu)恒載的單向推力墩。 (3)拱橋懸臂墩)
8、拱橋懸臂墩(4)變坡墩)變坡墩 一、橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定一、橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定(一)梁、板式橋橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定(一)梁、板式橋橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定 1墩帽墩帽 構(gòu)造要求如下:構(gòu)造要求如下: 材料采用材料采用C25以上的鋼筋混凝土,小橋亦以上的鋼筋混凝土,小橋亦C25以上混以上混凝土;凝土; 墩帽鋼筋一般可參照圖墩帽鋼筋一般可參照圖249按構(gòu)造配置,為了提高按構(gòu)造配置,為了提高支座下墩帽局部受壓強度并使應(yīng)力分布均勻,支座下面應(yīng)支座下墩帽局部受壓強度并使應(yīng)力分布均勻,支座下面應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)。設(shè)置鋼筋網(wǎng)。 當橋墩需安置不同高度支座時,可用支承墊石當橋墩需安置不同高度支座時,可用支承墊石的
9、高度調(diào)整。的高度調(diào)整。 墩帽平面一般設(shè)置不小于墩帽平面一般設(shè)置不小于3的排水坡,并要的排水坡,并要使支承墊石頂面高于排水坡上棱,以防雨水侵蝕支使支承墊石頂面高于排水坡上棱,以防雨水侵蝕支座。座。 梁板式橋墩帽厚度,大跨徑不小于梁板式橋墩帽厚度,大跨徑不小于400mm,中小跨徑不小于中小跨徑不小于300 mm,挑檐寬一般取,挑檐寬一般取50一一100 mm 。 (1)順橋向墩帽(蓋梁)最小寬度)順橋向墩帽(蓋梁)最小寬度b的確定的確定122222aabfccf, a a1c2c雙排支座雙排支座參照圖參照圖2 25050所示,即所示,即式中式中: : 相鄰兩跨支座在墩帽上的中心相鄰兩跨支座在墩帽上
10、的中心 距離(距離(mm);); 支座底墊板順橋向?qū)挾龋鶕?jù)標支座底墊板順橋向?qū)挾龋鶕?jù)標準圖或支座設(shè)計確定;準圖或支座設(shè)計確定; 支座邊緣到墩身邊緣的最小距離支座邊緣到墩身邊緣的最小距離 (mm);); 墩帽挑檐寬度,一般為墩帽挑檐寬度,一般為 50100 mm,擬定蓋梁尺寸時可不考慮。,擬定蓋梁尺寸時可不考慮。 單排支座單排支座1222bacc 單排支座墩帽尺寸單排支座墩帽尺寸不等高梁雙排支座不等高梁雙排支座,b按以下兩式計算取大值按以下兩式計算取大值211011222aabcceeec c 12011222abacceecc不等高梁橋墩帽尺寸不等高梁橋墩帽尺寸 值應(yīng)按下式確定,即值應(yīng)按下
11、式確定,即式中式中 支座中心到梁端的距離,等跨時,支座中心到梁端的距離,等跨時, 一般可從橋梁上部結(jié)構(gòu)標準圖中查出,特一般可從橋梁上部結(jié)構(gòu)標準圖中查出,特 殊情況可通過梁端抗剪計算確定殊情況可通過梁端抗剪計算確定; 相鄰兩跨梁端間的最小允許距離,一相鄰兩跨梁端間的最小允許距離,一 般稱為伸縮縫,考慮溫度變化、主梁般稱為伸縮縫,考慮溫度變化、主梁 撓曲變形、施撓曲變形、施 工架梁可能出現(xiàn)的誤差工架梁可能出現(xiàn)的誤差 等根據(jù)跨度確定,等根據(jù)跨度確定,中、小橋可取中、小橋可取20 50 mm;大跨度橋梁需經(jīng)計算確定。;大跨度橋梁需經(jīng)計算確定。101feee=+11,e e0ef11ee= 溫度引起的主
12、梁水平伸縮長度為溫度引起的主梁水平伸縮長度為式中式中 一橋跨主梁長度,為相鄰兩孔橋跨之和;一橋跨主梁長度,為相鄰兩孔橋跨之和; 一施工溫度(月平均)與當?shù)刈罡摺⒆畹鸵皇┕囟龋ㄔ缕骄┡c當?shù)刈罡?、最?月平均氣溫差;月平均氣溫差; 一材料的線膨脹系數(shù),鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混一材料的線膨脹系數(shù),鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土梁板為凝土梁板為110-5。 0el t a=lta 主梁受載撓曲引起梁端轉(zhuǎn)動的水主梁受載撓曲引起梁端轉(zhuǎn)動的水平位移為(圖平位移為(圖 252) 式中式中 h主梁高度主梁高度 K撓度曲線按撓度曲線按M次拋物線計得的次拋物線計得的系數(shù),可由表系數(shù),可由表22確定。確定。ah KD=h(
13、2)橫橋向墩帽(蓋梁)最小寬度)橫橋向墩帽(蓋梁)最小寬度B的確定的確定 平面形狀為矩形的墩帽。對于多片主梁平面形狀為矩形的墩帽。對于多片主梁 111222BBaCC+多片主梁墩帽橫橋向尺寸多片主梁墩帽橫橋向尺寸平面形狀為圓端的墩帽為平面形狀為圓端的墩帽為11BBab+ 對于箱形梁,對于箱形梁,B的計算公式同矩形,但式中的計算公式同矩形,但式中B1為邊為邊支座中心距。支座中心距。 2墩身墩身 對石砌實體墩身,石料強度不低于對石砌實體墩身,石料強度不低于MU25,M10以上砂以上砂漿砌筑;當采用混凝土?xí)r,強度等級要不低于漿砌筑;當采用混凝土?xí)r,強度等級要不低于C20,為節(jié),為節(jié)約水泥,可在中間摻
14、入不多于約水泥,可在中間摻入不多于25的片石,對輕型橋墩墩的片石,對輕型橋墩墩身,應(yīng)采用不低于身,應(yīng)采用不低于C25的混凝土或鋼筋混凝土。的混凝土或鋼筋混凝土。 實體橋墩墩身坡一般實體橋墩墩身坡一般20:1 30:1 ,當為小跨徑橋墩,當為小跨徑橋墩時,可做成直坡。時,可做成直坡。 在有流冰、大量漂流物和沖在有流冰、大量漂流物和沖擊物的河流中的石砌墩身,其表擊物的河流中的石砌墩身,其表面應(yīng)選擇堅硬石料或強度等級不面應(yīng)選擇堅硬石料或強度等級不低于低于C30混凝土預(yù)制塊鋃面;混混凝土預(yù)制塊鋃面;混凝土橋墩的迎水面,應(yīng)設(shè)置鋼筋凝土橋墩的迎水面,應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)(圖網(wǎng)(圖253)。)。 具有強烈流冰的河流
15、具有強烈流冰的河流中的橋墩,宜在迎水面設(shè)中的橋墩,宜在迎水面設(shè)置置破冰棱破冰棱。(圖。(圖254)。)。 重力式橋墩墩身的頂重力式橋墩墩身的頂寬,小跨徑橋不宜小于寬,小跨徑橋不宜小于 800 mm(輕型橋墩不宜小于(輕型橋墩不宜小于600mm);中等跨徑橋不);中等跨徑橋不宜宜小小1000mm;大跨徑橋梁墩;大跨徑橋梁墩身頂寬,視上部結(jié)構(gòu)類型而身頂寬,視上部結(jié)構(gòu)類型而定。定。 (二)拱橋橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定(二)拱橋橋墩構(gòu)造要求和尺寸擬定 拱橋墩帽一般要采用拱橋墩帽一般要采用C25以上混凝土或以上混凝土或MU40以上塊石以上塊石修筑。修筑。 按無鉸拱設(shè)計的肋拱橋,拱肋插入拱座內(nèi)的長度不宜小按
16、無鉸拱設(shè)計的肋拱橋,拱肋插入拱座內(nèi)的長度不宜小于拱肋高度,而且拱座預(yù)留孔要用不低于于拱肋高度,而且拱座預(yù)留孔要用不低于C30混凝土澆注?;炷翝沧?。 公混橋規(guī)公混橋規(guī)規(guī)定:等跨拱橋的實體橋墩的頂寬(單向規(guī)定:等跨拱橋的實體橋墩的頂寬(單向推力墩除外);混凝土墩可按拱跨的推力墩除外);混凝土墩可按拱跨的1/151/30;石砌墩可;石砌墩可按拱跨的按拱跨的1/101/25估算,且不宜小于估算,且不宜小于800mm,墩帽如設(shè),墩帽如設(shè)挑檐,其厚度不小于挑檐,其厚度不小于400500 mm。墩帽橫橋向?qū)挾?,每。墩帽橫橋向?qū)挾?,每?cè)要寬于邊肋寬度且不小于側(cè)要寬于邊肋寬度且不小于200mm。 二、橋臺類型
17、二、橋臺類型 (一)梁、板式橋橋臺(一)梁、板式橋橋臺 1、重力式橋臺重力式橋臺 一般用于填土高度一般用于填土高度810m以下的橋梁。以下的橋梁。 2、埋置式橋臺、埋置式橋臺 按臺身結(jié)構(gòu)形式可分為:按臺身結(jié)構(gòu)形式可分為:(1)實體直立式和后傾式橋臺)實體直立式和后傾式橋臺可用于高達可用于高達10m和和10m以上的高橋臺。以上的高橋臺。(2)肋墻式橋臺)肋墻式橋臺 (3)樁柱式橋臺)樁柱式橋臺 適用于跨徑一般不超過適用于跨徑一般不超過30m,填土高度不超過,填土高度不超過5m的的橋梁橋梁。 (4)框架式橋臺)框架式橋臺 宜用于填土高度大于宜用于填土高度大于5m,橋跨,橋跨20m以上的梁式以上的梁
18、式橋,不足之處是必須用雙排基樁。橋,不足之處是必須用雙排基樁。 3、輕型橋臺、輕型橋臺 (1)支撐梁輕型橋臺)支撐梁輕型橋臺 臺身為直立的薄壁墻,臺身兩側(cè)有翼墻,在輕臺身為直立的薄壁墻,臺身兩側(cè)有翼墻,在輕型橋臺之間或臺與墩之間設(shè)置型橋臺之間或臺與墩之間設(shè)置35根水平支撐梁,根水平支撐梁,上部結(jié)構(gòu)與橋臺通過錨栓連接,使上部結(jié)構(gòu)與支撐上部結(jié)構(gòu)與橋臺通過錨栓連接,使上部結(jié)構(gòu)與支撐梁共同支撐橋臺承受臺后土壓力,形成四鉸框架的梁共同支撐橋臺承受臺后土壓力,形成四鉸框架的受力體系。受力體系。 輕型橋臺可分為一字式輕型橋臺、八字式輕型橋臺、輕型橋臺可分為一字式輕型橋臺、八字式輕型橋臺、耳墻式輕型橋臺(圖耳
19、墻式輕型橋臺(圖235)。)。 (2)鋼筋混凝土薄壁橋臺)鋼筋混凝土薄壁橋臺 鋼筋混凝土薄壁橋臺的特點是利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土薄壁橋臺的特點是利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化,薄壁輕型的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化,薄壁輕型橋臺適用于橋臺適用于軟弱地基軟弱地基條件。條件。 鋼筋混凝土薄壁輕型橋臺常用的型式有懸臂式、鋼筋混凝土薄壁輕型橋臺常用的型式有懸臂式、扶壁式扶壁式、撐墻式及箱式等(圖、撐墻式及箱式等(圖236) 4、組合式橋臺、組合式橋臺 (1)錨碇板式橋臺)錨碇板式橋臺 錨碇板式橋臺分為分離式和結(jié)合式兩種形式(圖錨碇板式橋臺分為分離式和結(jié)合式兩種形式
20、(圖237),多用于臺后路堤填土不被沖刷,路堤填土),多用于臺后路堤填土不被沖刷,路堤填土38m的中小梁式橋和城市橋梁中。的中小梁式橋和城市橋梁中。 簡單立交橋中,采用加筋土擋墻結(jié)構(gòu)形式,簡單立交橋中,采用加筋土擋墻結(jié)構(gòu)形式,拉桿采用密排的塑料帶或其他材料,形成加筋土拉桿采用密排的塑料帶或其他材料,形成加筋土橋臺。橋臺。 (2)過梁式框架組合橋臺)過梁式框架組合橋臺5、承拉橋臺、承拉橋臺連續(xù)梁橋或構(gòu)橋中,要求橋臺具有承壓和承拉的功能。連續(xù)梁橋或構(gòu)橋中,要求橋臺具有承壓和承拉的功能。 (二)拱橋橋臺(二)拱橋橋臺 1、拱橋重力式橋臺拱橋重力式橋臺 適用于地質(zhì)條件好,采用擴大基礎(chǔ),跨徑不超過適用于
21、地質(zhì)條件好,采用擴大基礎(chǔ),跨徑不超過30m的拱橋。的拱橋。、空腹式橋臺空腹式橋臺 一般應(yīng)用于軟土地基,河床無沖刷或沖刷輕微,水位變化小的大跨徑拱橋。一般應(yīng)用于軟土地基,河床無沖刷或沖刷輕微,水位變化小的大跨徑拱橋。 3、組合式橋臺組合式橋臺 組合式橋臺是由前臺和后臺兩部分組成(圖組合式橋臺是由前臺和后臺兩部分組成(圖246)。適用采用深基礎(chǔ),沖刷較大的大跨徑拱橋。)。適用采用深基礎(chǔ),沖刷較大的大跨徑拱橋。 4、拱橋輕型橋臺拱橋輕型橋臺 拱橋輕型橋臺的特點是它允許橋臺在拱的水平推拱橋輕型橋臺的特點是它允許橋臺在拱的水平推力作用下產(chǎn)生繞基底形心軸向路堤方向轉(zhuǎn)動,并考慮由力作用下產(chǎn)生繞基底形心軸向路
22、堤方向轉(zhuǎn)動,并考慮由此而在臺后產(chǎn)生的土抗力與靜止土壓力共同平衡拱的水此而在臺后產(chǎn)生的土抗力與靜止土壓力共同平衡拱的水平推力,從而使臺身尺寸、圬工量大大小于重力式橋臺。平推力,從而使臺身尺寸、圬工量大大小于重力式橋臺。 拱橋輕型橋臺類型主要依據(jù)臺身平面形狀劃分,有拱橋輕型橋臺類型主要依據(jù)臺身平面形狀劃分,有一字形、八字形、一字形、八字形、u形等(圖形等(圖247)。)。 5、齒檻式橋臺齒檻式橋臺 齒檻式橋臺就是在基齒檻式橋臺就是在基底(又稱底板)下面設(shè)底(又稱底板)下面設(shè)置齒檻以增加其抗滑動置齒檻以增加其抗滑動能力(圖能力(圖248)。其)。其工作原理是利用后墻墻工作原理是利用后墻墻背老土(原狀
23、土)的彈背老土(原狀土)的彈性土抗力,前墻背面填性土抗力,前墻背面填土側(cè)壓力和地基土對齒土側(cè)壓力和地基土對齒檻的抗剪強度共同平衡檻的抗剪強度共同平衡拱的水平推力。拱的水平推力。 二、橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定二、橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定 (一)梁、板式橋橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定(一)梁、板式橋橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定 1、臺帽、臺帽 臺帽平面的順橋向?qū)挾扰_帽平面的順橋向?qū)挾萣滿足滿足 臺帽橫橋向?qū)挾?,一般要等于或大于橋面寬臺帽橫橋向?qū)挾?,一般要等于或大于橋面寬度,或等于引道路基寬度。度,或等于引道路基寬度?11222eabecc+ 2、臺身、臺身 臺身外輪廓尺寸一般確定如下:臺身外輪廓尺寸一般確定如下
24、:臺身橫橋向?qū)挾劝磁_帽寬度臺身橫橋向?qū)挾劝磁_帽寬度確定。確定。順橋向長度為保證橋臺與引道的可靠銜順橋向長度為保證橋臺與引道的可靠銜接,接,公混橋規(guī)公混橋規(guī)規(guī)定:橋臺側(cè)墻(或規(guī)定:橋臺側(cè)墻(或耳墻)后端伸人橋頭錐坡頂點以內(nèi)的長耳墻)后端伸人橋頭錐坡頂點以內(nèi)的長度不應(yīng)小于度不應(yīng)小于 750 mm,并設(shè),并設(shè)1.0 m豎直豎直段;錐坡與橋臺(正交橋)兩側(cè)相交線段;錐坡與橋臺(正交橋)兩側(cè)相交線的坡度,當有鋪砌時,路肩邊緣下的第的坡度,當有鋪砌時,路肩邊緣下的第一個一個6m高度內(nèi)不宜陵于高度內(nèi)不宜陵于1:1;在;在612m高度內(nèi)不宜陡于高度內(nèi)不宜陡于1:1.25;高于;高于12m的路基,其的路基,其1
25、2m以下的邊坡應(yīng)由計算確以下的邊坡應(yīng)由計算確定,但不應(yīng)陡于定,但不應(yīng)陡于1:1.5;經(jīng)常受水淹沒;經(jīng)常受水淹沒部分的邊坡坡度不應(yīng)陡于部分的邊坡坡度不應(yīng)陡于1:2。 公混橋規(guī)公混橋規(guī)關(guān)于重力式關(guān)于重力式u型橋臺細部尺寸規(guī)定,型橋臺細部尺寸規(guī)定,參見圖參見圖2.56。臺帽順橋方向臺帽順橋方向b=0.15L0橫橋方向:拱座邊緣至邊肋邊緣距離不小于橫橋方向:拱座邊緣至邊肋邊緣距離不小于200mm或肋或肋寬,還考慮橋面和引道銜接需要的寬度。寬,還考慮橋面和引道銜接需要的寬度。幾種拱橋橋臺尺寸擬定的方法:幾種拱橋橋臺尺寸擬定的方法:(二)拱橋橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定(二)拱橋橋臺構(gòu)造要求和尺寸擬定 1、拱橋
26、、拱橋U形橋臺用作圖法初擬尺寸形橋臺用作圖法初擬尺寸 擬定原則:盡量使臺身圬工各截面和基底的應(yīng)力擬定原則:盡量使臺身圬工各截面和基底的應(yīng)力比較均勻,盡量減少橋臺轉(zhuǎn)動彎矩,一般考慮使恒載壓比較均勻,盡量減少橋臺轉(zhuǎn)動彎矩,一般考慮使恒載壓力線與各截面重心曲線盡量接近或重合,由于橋臺壓力力線與各截面重心曲線盡量接近或重合,由于橋臺壓力曲線的位置只有在橋臺形狀確定后才能定出,因而可采曲線的位置只有在橋臺形狀確定后才能定出,因而可采用作圖法先初步擬出橋臺形狀。用作圖法先初步擬出橋臺形狀。 如圖如圖257所示,已知起拱線、基底埋深。所示,已知起拱線、基底埋深。 2、空腹橋臺尺寸擬定、空腹橋臺尺寸擬定 如圖
27、如圖258所示,臺高所示,臺高 根據(jù)地質(zhì)條件確定根據(jù)地質(zhì)條件確定 ,也可初估也可初估 以拱腳上緣線作為撐墻的頂以拱腳上緣線作為撐墻的頂面,按面,按1:1坡線推算出橋臺坡線推算出橋臺長長a1,橋臺寬度取路基寬,橋臺寬度取路基寬度,橋臺高度方向在主拱圈度,橋臺高度方向在主拱圈上緣以上部分挖空,即得空上緣以上部分挖空,即得空腹式橋臺尺寸圖。腹式橋臺尺寸圖。12hhh=+12hhh=+1hftdi=+2111()23hh=-2h第三節(jié)第三節(jié) 墩臺驗算墩臺驗算 一、墩臺頂帽的驗算一、墩臺頂帽的驗算 (一)梁式橋重力式墩臺頂帽局部承壓驗算(一)梁式橋重力式墩臺頂帽局部承壓驗算 按配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件確
28、定墩臺帽支座墊板按配置間接鋼筋的混凝土構(gòu)件確定墩臺帽支座墊板下的混凝土在支座最大豎向力作用下局部承壓區(qū)的截面下的混凝土在支座最大豎向力作用下局部承壓區(qū)的截面尺寸,其公式為尺寸,其公式為01.3ldscdlr FfAh b (二)拱橋墩臺臺口截面直接抗剪強度驗算(二)拱橋墩臺臺口截面直接抗剪強度驗算 具體計算按具體計算按公混橋規(guī)公混橋規(guī)要求執(zhí)行。要求執(zhí)行。 (三)樁柱式墩臺頂帽(三)樁柱式墩臺頂帽蓋梁計算蓋梁計算 公鋼橋規(guī)公鋼橋規(guī)規(guī)定蓋梁計算的相關(guān)內(nèi)容如下:規(guī)定蓋梁計算的相關(guān)內(nèi)容如下: (1)當蓋梁與柱的線剛度()當蓋梁與柱的線剛度(EI/L)比不大于)比不大于5時,蓋時,蓋梁與柱為剛構(gòu)體系,蓋
29、梁應(yīng)按剛構(gòu)計算。梁與柱為剛構(gòu)體系,蓋梁應(yīng)按剛構(gòu)計算。 (2)當蓋梁與柱的線剛度()當蓋梁與柱的線剛度(EI/L)比大于)比大于5時,時,雙柱式墩臺蓋梁可按簡支梁計算;多柱式蓋梁可按連續(xù)雙柱式墩臺蓋梁可按簡支梁計算;多柱式蓋梁可按連續(xù)梁計算。梁計算。 鋼筋混凝土蓋梁,其跨高比鋼筋混凝土蓋梁,其跨高比l/h5時,按一般鋼筋時,按一般鋼筋混凝土構(gòu)件計算。當跨高比為:簡支梁混凝土構(gòu)件計算。當跨高比為:簡支梁2l/h5.0,連,連續(xù)梁或剛構(gòu)時續(xù)梁或剛構(gòu)時2.5l/h5.0 ,公鋼橋規(guī)公鋼橋規(guī)規(guī)定,應(yīng)規(guī)定,應(yīng)按深受彎構(gòu)件的短梁計算按深受彎構(gòu)件的短梁計算 。 1、作用的作用特點及計算、作用的作用特點及計算
30、作用特點:作用位置固定,作用力大小隨著汽車橫作用特點:作用位置固定,作用力大小隨著汽車橫向布置不同而變化。向布置不同而變化。 作用的計算:一般計算蓋梁時汽車橫向布置及橫向作用的計算:一般計算蓋梁時汽車橫向布置及橫向分配系數(shù)計算可做如下考慮:分配系數(shù)計算可做如下考慮: (1)單柱式墩臺蓋梁)單柱式墩臺蓋梁 在計算蓋梁支點負彎矩在計算蓋梁支點負彎矩及各主梁位置截面的剪力時,汽車橫橋向非對稱布置及各主梁位置截面的剪力時,汽車橫橋向非對稱布置(即按規(guī)范要求靠一側(cè)布置),橫向分配系數(shù)按偏心受(即按規(guī)范要求靠一側(cè)布置),橫向分配系數(shù)按偏心受壓法計算(圖壓法計算(圖2.60(a)。)。 (2)雙柱式墩臺蓋梁
31、)雙柱式墩臺蓋梁 在計算蓋梁柱頂處負彎矩時,在計算蓋梁柱頂處負彎矩時,汽車橫橋向采用非對稱布置,橫向分配系數(shù)采用偏心受汽車橫橋向采用非對稱布置,橫向分配系數(shù)采用偏心受壓法計算;在計算蓋梁跨中正彎矩時,汽車橫橋向采用壓法計算;在計算蓋梁跨中正彎矩時,汽車橫橋向采用對稱布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計算(圖對稱布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計算(圖2.60(b)、()、(C)。)。 (3)多柱式墩臺蓋梁)多柱式墩臺蓋梁 汽車橫橋向要按蓋梁各控制汽車橫橋向要按蓋梁各控制截面內(nèi)力影響線來布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計截面內(nèi)力影響線來布置,橫向分配系數(shù)采用杠桿法計算;同時要注意由于多柱式墩臺上部橋面比較寬,
32、人行算;同時要注意由于多柱式墩臺上部橋面比較寬,人行道亦相應(yīng)較寬,邊梁可能是在人行道下,所以應(yīng)注意由道亦相應(yīng)較寬,邊梁可能是在人行道下,所以應(yīng)注意由于杠桿法計算橫向分配系數(shù)邊梁偏小,而用非對稱布置于杠桿法計算橫向分配系數(shù)邊梁偏小,而用非對稱布置偏心受壓法又對邊梁計算偏大的問題。偏心受壓法又對邊梁計算偏大的問題。 2、蓋梁內(nèi)力計算時墩柱支承寬度影響的考慮、蓋梁內(nèi)力計算時墩柱支承寬度影響的考慮 (1)負彎矩削峰)負彎矩削峰 在計算蓋梁柱頂截面負彎矩時,可采用負彎矩包在計算蓋梁柱頂截面負彎矩時,可采用負彎矩包絡(luò)圖在柱頂處削峰的方法減小負彎矩值。建議在實際設(shè)絡(luò)圖在柱頂處削峰的方法減小負彎矩值。建議在實
33、際設(shè)計時,方形柱取計時,方形柱取0.9b,圓形柱?。?,圓形柱取(0.50.7d)。)。 (2)正彎矩減小跨徑)正彎矩減小跨徑 在計算簡化為雙懸臂簡支梁或連續(xù)梁跨中正彎矩在計算簡化為雙懸臂簡支梁或連續(xù)梁跨中正彎矩時,采用減小跨徑的方法來考慮支承寬度的影響(圖時,采用減小跨徑的方法來考慮支承寬度的影響(圖b)。)。跨中跨徑為跨中跨徑為懸臂跨徑為懸臂跨徑為 0(0.5 0.7)0.9lldb=-或111(0.5 0.7)0.92lldb=-或 (3)在計算蓋梁正、負彎矩時,作用于支承寬度內(nèi))在計算蓋梁正、負彎矩時,作用于支承寬度內(nèi)的主梁荷載可忽略不計。的主梁荷載可忽略不計。 (4)對縮頭墩,懸臂長按
34、)對縮頭墩,懸臂長按 計算計算, 為為墩身范圍外凈懸臂長度墩身范圍外凈懸臂長度; 假定嵌固深度,假定嵌固深度, (圖(圖2.62)。)。 11 lll=+ D113lRbD=或1l1lD4蓋梁的抗扭驗算蓋梁的抗扭驗算 01 12211()(1)()2dGiQlPc Qjhr TrR eR er R er T dmf=-+圖圖2.63所示受力狀況其扭矩組合設(shè)計值,進行如下計算:所示受力狀況其扭矩組合設(shè)計值,進行如下計算: 5、蓋梁施工驗算、蓋梁施工驗算 當需要在蓋梁上架設(shè)施工設(shè)備時,應(yīng)根據(jù)施工吊當需要在蓋梁上架設(shè)施工設(shè)備時,應(yīng)根據(jù)施工吊裝的荷載進行蓋梁內(nèi)力計算裝的荷載進行蓋梁內(nèi)力計算。 二、墩(
35、臺)身截面驗算二、墩(臺)身截面驗算 (一)截面強度和穩(wěn)定驗算(一)截面強度和穩(wěn)定驗算 構(gòu)件正截面強度和穩(wěn)定按下列公式計算構(gòu)件正截面強度和穩(wěn)定按下列公式計算計算強度時計算強度時 計算穩(wěn)定時計算穩(wěn)定時00.65dckr NaAf00.65dckr Nafj a縱向力的偏心影響系數(shù),按下式計算縱向力的偏心影響系數(shù),按下式計算02011()mweraer驏-桫=+2011(3) 11.33()wlrjab b=輊犏+-+犏臌 受壓構(gòu)件縱向彎曲系數(shù),按下式計算受壓構(gòu)件縱向彎曲系數(shù),按下式計算j(二)偏心距驗算二)偏心距驗算 其驗算式為其驗算式為 公混橋規(guī)公混橋規(guī)還規(guī)定:還規(guī)定: (1)當混凝土結(jié)構(gòu)截面
36、受拉一邊布設(shè)有不小于截面)當混凝土結(jié)構(gòu)截面受拉一邊布設(shè)有不小于截面面積面積005的縱向鋼筋時,的縱向鋼筋時, 可按規(guī)定提高;可按規(guī)定提高; (2)當截面配筋率符合規(guī)范最小配筋率規(guī)定,按鋼)當截面配筋率符合規(guī)范最小配筋率規(guī)定,按鋼筋混凝土截面驗算時,偏心距不受限制。筋混凝土截面驗算時,偏心距不受限制。 max00MeeN= 0e 三、墩臺項水平位移的驗算三、墩臺項水平位移的驗算 驗算的基本公式驗算的基本公式 式中式中 墩臺頂計算水平位移值;墩臺頂計算水平位移值; 結(jié)構(gòu)允許墩臺的水平位移值。結(jié)構(gòu)允許墩臺的水平位移值。 靜定結(jié)構(gòu)橋梁靜定結(jié)構(gòu)橋梁 L為相鄰墩臺間最小跨徑長度,小于為相鄰墩臺間最小跨徑長
37、度,小于25m時以時以25m計計算。算。 超靜定結(jié)構(gòu)橋梁超靜定結(jié)構(gòu)橋梁 試算的方法試算的方法 D DD D 5.0()L mmD = (一)擴大基礎(chǔ)上的實體墩臺一)擴大基礎(chǔ)上的實體墩臺 實體式墩臺,墩臺身在水實體式墩臺,墩臺身在水平力作用下的彈性變形所產(chǎn)生平力作用下的彈性變形所產(chǎn)生的墩臺頂位移可忽略不計,只的墩臺頂位移可忽略不計,只計算由于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動引起的墩臺計算由于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動引起的墩臺頂?shù)乃轿灰啤m數(shù)乃轿灰啤?12tanMab Cj=tanhjD = (二)實體式高墩、鋼筋混凝土柔性墩(二)實體式高墩、鋼筋混凝土柔性墩 實際墩身頂水平位移包括基礎(chǔ)或承臺轉(zhuǎn)動引起的實際墩身頂水平位移包括基礎(chǔ)或承
38、臺轉(zhuǎn)動引起的位移和墩身的彈性變形引起的位移。位移和墩身的彈性變形引起的位移。 等截面時等截面時 變截面時變截面時32232HMHhMhEIEID = D+ D=+234421211111()()()()233682430 144KKKKMhHhqhqhEID =+ (三)樁基礎(chǔ)上的墩臺(后續(xù)課程介紹)(三)樁基礎(chǔ)上的墩臺(后續(xù)課程介紹) 四、墩臺與基礎(chǔ)需整體考慮的幾項驗算四、墩臺與基礎(chǔ)需整體考慮的幾項驗算 (一)墩臺的沉降量驗算(一)墩臺的沉降量驗算 靜定結(jié)構(gòu)橋梁,其計算沉降值不得超過以下規(guī)定:靜定結(jié)構(gòu)橋梁,其計算沉降值不得超過以下規(guī)定: 墩臺均勻總沉降值(不包括施工中的沉降)為墩臺均勻總沉降
39、值(不包括施工中的沉降)為 mm; 相鄰墩臺均勻總沉降差值(不包括施工中的沉降)相鄰墩臺均勻總沉降差值(不包括施工中的沉降)為為 mm; 對于超靜定結(jié)構(gòu)橋梁,限制值主要依據(jù)上部結(jié)構(gòu)對于超靜定結(jié)構(gòu)橋梁,限制值主要依據(jù)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全儲備通過試算確定。設(shè)計的安全儲備通過試算確定。20 L10 L (二)墩臺的抗傾覆和抗滑動穩(wěn)定性驗算(第三章中(二)墩臺的抗傾覆和抗滑動穩(wěn)定性驗算(第三章中介紹)介紹) 五、拱橋墩臺的施工驗算五、拱橋墩臺的施工驗算 對于多跨拱橋采用分段早期脫架施工時,分段孔對于多跨拱橋采用分段早期脫架施工時,分段孔邊處橋墩則在脫架后要承受已施工拱圈傳來的單向恒載邊處橋墩則在脫架后要
40、承受已施工拱圈傳來的單向恒載及部分施工荷載的推力,所以對原來按營運階段受力情及部分施工荷載的推力,所以對原來按營運階段受力情況設(shè)計的橋墩,要驗算其施工中相鄰兩孔允許的施工程況設(shè)計的橋墩,要驗算其施工中相鄰兩孔允許的施工程序差,以保證橋墩在施工中的剛度和穩(wěn)定性。序差,以保證橋墩在施工中的剛度和穩(wěn)定性。 對重力式橋臺,要根據(jù)主拱圈施工中推力的增加而對重力式橋臺,要根據(jù)主拱圈施工中推力的增加而確定臺后填土和壓實程序。組合式橋臺當主拱圈尚未安確定臺后填土和壓實程序。組合式橋臺當主拱圈尚未安砌即進行后臺砌筑及臺后填土?xí)r,也應(yīng)進行施工中的穩(wěn)砌即進行后臺砌筑及臺后填土?xí)r,也應(yīng)進行施工中的穩(wěn)定性驗算。定性驗算
41、。第四節(jié)第四節(jié) 幾種橋梁墩臺計算要點簡介幾種橋梁墩臺計算要點簡介 一、帶支承梁的梁橋輕型橋合計算要點一、帶支承梁的梁橋輕型橋合計算要點 該類橋臺結(jié)構(gòu)特點是:上部結(jié)構(gòu)與臺帽錨固,下部該類橋臺結(jié)構(gòu)特點是:上部結(jié)構(gòu)與臺帽錨固,下部設(shè)支撐橫梁,利用上部結(jié)構(gòu)和下面的支撐橫梁作為橋梁設(shè)支撐橫梁,利用上部結(jié)構(gòu)和下面的支撐橫梁作為橋梁墩臺間的上下水平支撐,使墩臺、橋跨結(jié)構(gòu)、支撐橫梁墩臺間的上下水平支撐,使墩臺、橋跨結(jié)構(gòu)、支撐橫梁形成一個整體四鉸框架體系共同受力(圖形成一個整體四鉸框架體系共同受力(圖265)。)。 (一)臺身作為單寬豎梁的強度驗算(一)臺身作為單寬豎梁的強度驗算 主要驗算在臺后填土壓力作用下臺
42、身強度。荷主要驗算在臺后填土壓力作用下臺身強度。荷載布置的最不利狀況是橋上無汽車荷載,臺后填土載布置的最不利狀況是橋上無汽車荷載,臺后填土破壞棱體上有車輛荷載。破壞棱體上有車輛荷載。 (1)驗算截面處的豎向力)驗算截面處的豎向力 123NNNN2)土壓力計算)土壓力計算(1)填土本身引起的單位臺寬土壓力)填土本身引起的單位臺寬土壓力ET2221tan (45)22TEH(2)由車輛荷載引起的單位臺寬土壓力)由車輛荷載引起的單位臺寬土壓力Ec(3)單位臺寬的總土壓力)單位臺寬的總土壓力E為為22tan (45)2cEH hTCEEE(4)等代土層厚度為等代土層厚度為L0為臺后填土的破壞棱體長度為
43、臺后填土的破壞棱體長度3)臺身內(nèi)力計算)臺身內(nèi)力計算(1)計算圖式)計算圖式計算跨徑為計算跨徑為0GhBl r=02tan(45)2lHj= -1022dcHH (2)內(nèi)力計算)內(nèi)力計算 跨中截面彎矩:跨中截面彎矩: 臺帽頂部截面的剪力臺帽頂部截面的剪力 撐梁頂面處的剪力撐梁頂面處的剪力22211111816MP HPH20101123QP HP H20101126QP HP H4)截面承載力驗算截面承載力驗算 臺身應(yīng)進行跨中截面偏心受壓承載力和支點截面的臺身應(yīng)進行跨中截面偏心受壓承載力和支點截面的抗剪驗算。抗剪驗算。 (二)橋臺自身平面內(nèi)彎曲強度驗算(二)橋臺自身平面內(nèi)彎曲強度驗算 輕型橋臺
44、是一較長的平直薄墻,在豎向荷載作用下,輕型橋臺是一較長的平直薄墻,在豎向荷載作用下,本身平面內(nèi)發(fā)生彎曲,彎曲強度與地基變形系數(shù)有關(guān)。本身平面內(nèi)發(fā)生彎曲,彎曲強度與地基變形系數(shù)有關(guān)。當橋臺長度當橋臺長度 時,將橋臺連同翼墻和基礎(chǔ)當作支時,將橋臺連同翼墻和基礎(chǔ)當作支承在彈性地基上的短梁計算。承在彈性地基上的短梁計算。1.24Laa 上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)重力和汽車荷載均作為均布、上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)重力和汽車荷載均作為均布、連續(xù)、對稱荷載作用于彈性地基梁上,在梁的中點連續(xù)、對稱荷載作用于彈性地基梁上,在梁的中點產(chǎn)生的最大彎矩為產(chǎn)生的最大彎矩為3.基底最大應(yīng)力計算基底最大應(yīng)力計算(1)橋臺的作用引起的基底應(yīng)力按平
45、均壓應(yīng)力計算)橋臺的作用引起的基底應(yīng)力按平均壓應(yīng)力計算(2)橋跨的作用引起的最大應(yīng)力按彈性地基上的短梁)橋跨的作用引起的最大應(yīng)力按彈性地基上的短梁計算計算d1NA臺 二、拱橋輕型橋臺的計算要點二、拱橋輕型橋臺的計算要點 (一)計算的基本假設(shè)(一)計算的基本假設(shè) (1)橋臺轉(zhuǎn)動使拱背和臺背產(chǎn)生水平位移,拱)橋臺轉(zhuǎn)動使拱背和臺背產(chǎn)生水平位移,拱腳處水平位移最大;腳處水平位移最大; (2)認為臺后填土的彈性土抗力系數(shù)為常數(shù),)認為臺后填土的彈性土抗力系數(shù)為常數(shù),土抗力最大值產(chǎn)生在拱腳處,以土抗力最大值產(chǎn)生在拱腳處,以 表示,拱背和臺表示,拱背和臺背的土抗力按三角形上下分布;背的土抗力按三角形上下分布
46、; (3)將拱跨按三鉸拱考慮,拱背部分土抗力)將拱跨按三鉸拱考慮,拱背部分土抗力在拱腳處單位寬度產(chǎn)生的水平力為在拱腳處單位寬度產(chǎn)生的水平力為 ( 為為拱橋計算矢高)。拱橋計算矢高)。KP1/ 3KfPf(二)計算方法判斷(二)計算方法判斷 按圖按圖2.67所示,除土抗力外,計算出作用于橋臺的所示,除土抗力外,計算出作用于橋臺的外力對基底形心的彎矩總和。外力對基底形心的彎矩總和。1CVmPOMHhVXMMG a0CM0CMG0CM 若若 ,則橋臺將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。當,則橋臺將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。當 時,時,說明橋臺向河心方向轉(zhuǎn)動,此時修改橋臺尺寸,減薄臺說明橋臺向河心方向轉(zhuǎn)動,此時修改橋臺尺寸,減薄臺身,以減小
47、身,以減小Xv和和a及及 ;當;當 時,橋臺向時,橋臺向路堤方向轉(zhuǎn)動,符合假設(shè)要求,可以繼續(xù)進行計算。路堤方向轉(zhuǎn)動,符合假設(shè)要求,可以繼續(xù)進行計算。 (三)臺后彈性土抗力計算(三)臺后彈性土抗力計算 橋臺繞著橋臺繞著C點的轉(zhuǎn)動,使基礎(chǔ)底面也產(chǎn)生豎向壓縮點的轉(zhuǎn)動,使基礎(chǔ)底面也產(chǎn)生豎向壓縮變形,產(chǎn)生豎向土抗力?,F(xiàn)以變形,產(chǎn)生豎向土抗力。現(xiàn)以 表示拱座中心處的水表示拱座中心處的水平位移,以平位移,以 表示基底邊緣豎向位移,利用幾何相似表示基底邊緣豎向位移,利用幾何相似關(guān)系可得關(guān)系可得 水豎1bh水豎KPK水010011KK bKKbPhK h水豎K0K0/1.25KK 0I式中式中 臺后填土水平彈性
48、土抗力系數(shù);臺后填土水平彈性土抗力系數(shù); 地基土豎向彈性土抗力系數(shù),一般可認為地基土豎向彈性土抗力系數(shù),一般可認為 。 表示基底順橋向慣性矩,則有表示基底順橋向慣性矩,則有 臺后土抗力和地基土豎向土抗力對點臺后土抗力和地基土豎向土抗力對點 C的彎矩的彎矩分別為分別為MPK和和M0,則有,則有010M bI0001KK IMPK h001CKK IMPK hK1K11112( fP h +P hh +) B323001KIKh11K1=(h +f)h +BP3001CKMPKIK h111B (h +f)h +30CPKMMM(四)輕型橋臺驗算(四)輕型橋臺驗算 1、水平位移驗算、水平位移驗算
49、2、臺口截面抗剪驗算(取、臺口截面抗剪驗算(取1m橋臺寬度計算)橋臺寬度計算) KPK 水 3、臺身截面強度驗算、臺身截面強度驗算 臺身截面按偏心受壓構(gòu)件驗算。臺身截面按偏心受壓構(gòu)件驗算。最大內(nèi)力截面位最大內(nèi)力截面位置近似用最大彎矩截面代替。置近似用最大彎矩截面代替。最大彎矩截面位置,可取最大彎矩截面位置,可取拱腳中心為坐標原點,計出各力對任意深度截面拱腳中心為坐標原點,計出各力對任意深度截面Z的彎的彎矩矩MZ,并根據(jù),并根據(jù) ,確定出最大彎矩截面位置,確定出最大彎矩截面位置,求出各力對求出各力對Z處截面重心軸的彎矩和豎向力,即可進行處截面重心軸的彎矩和豎向力,即可進行驗算。驗算。0ZdMdz
50、 4、拱腳處土體穩(wěn)定性驗算、拱腳處土體穩(wěn)定性驗算 為了保證由于橋臺轉(zhuǎn)動推擠臺后土體不產(chǎn)為了保證由于橋臺轉(zhuǎn)動推擠臺后土體不產(chǎn)生被動破壞,要求拱腳中心處的靜止土壓力強度生被動破壞,要求拱腳中心處的靜止土壓力強度與土抗力強度之和不超過該處的被動土壓力強與土抗力強度之和不超過該處的被動土壓力強度,按下式驗算土體的穩(wěn)定性。度,按下式驗算土體的穩(wěn)定性。0(1)1.3bjjKPKpP式中式中 拱座中心處被動土壓力強度。拱座中心處被動土壓力強度。 bjP20tan (45)2tan(45)22bjPrhC 三、柔性墩計算要點三、柔性墩計算要點 當橋跨結(jié)構(gòu)采用連續(xù)的構(gòu)造和變形不夠完善的支座當橋跨結(jié)構(gòu)采用連續(xù)的構(gòu)
51、造和變形不夠完善的支座(如僅墊油毛氈數(shù)層時),則可近似地按多跨鉸接框架(如僅墊油毛氈數(shù)層時),則可近似地按多跨鉸接框架的圖式;的圖式; 廣泛采用較大摩阻力的板式橡膠支座,在水平力作廣泛采用較大摩阻力的板式橡膠支座,在水平力作用下,將發(fā)生較小的水平剪切變形,故可按在節(jié)點處設(shè)用下,將發(fā)生較小的水平剪切變形,故可按在節(jié)點處設(shè)置水平彈簧支承的框架圖式計算。置水平彈簧支承的框架圖式計算。(一)柔性墩的計算圖式(一)柔性墩的計算圖式 簡化的基本假設(shè)如下簡化的基本假設(shè)如下 (1)柔性墩視為上端鉸支、下端固接的超靜定梁。柔性墩視為上端鉸支、下端固接的超靜定梁。 (2)引起墩頂位移的各種影響力分別進行力學(xué)分析引
52、起墩頂位移的各種影響力分別進行力學(xué)分析計算,忽略這些力的相互作用影響,內(nèi)力計算采用迭加計算,忽略這些力的相互作用影響,內(nèi)力計算采用迭加原理。原理。 (3)計算制動力時,按聯(lián)內(nèi)各墩、臺的抗推剛度計算制動力時,按聯(lián)內(nèi)各墩、臺的抗推剛度(使墩(臺)頂產(chǎn)生單位水平位移時所需。在墩(臺)(使墩(臺)頂產(chǎn)生單位水平位移時所需。在墩(臺)頂施加的水平力)分配。頂施加的水平力)分配。 柔性墩順橋向內(nèi)力計算應(yīng)計及下列因素:柔性墩順橋向內(nèi)力計算應(yīng)計及下列因素: (1)汽車制動力;)汽車制動力; (2)梁受豎向荷載時下緣的伸長;)梁受豎向荷載時下緣的伸長; (3)溫度變化時梁的伸縮;)溫度變化時梁的伸縮; (4)水
53、平力作用時固定支座縫隙變化;)水平力作用時固定支座縫隙變化; (5)梁體混凝土收縮和徐變;)梁體混凝土收縮和徐變; (6)架梁時殘留的墩頂位移;)架梁時殘留的墩頂位移; (7)支座豎向反力及其偏心力矩;)支座豎向反力及其偏心力矩; (8)墩身風(fēng)力;)墩身風(fēng)力; (9)墩身在日照下產(chǎn)生的溫度力;)墩身在日照下產(chǎn)生的溫度力; (10)墩身施工偏差及架梁偏差。)墩身施工偏差及架梁偏差。一般對公路橋梁,第(一般對公路橋梁,第(2)、()、(4)項可以不考慮,第)項可以不考慮,第(10)項根據(jù)具體施工情況自定。)項根據(jù)具體施工情況自定。 (二)順橋向墩頂水平位移計算(二)順橋向墩頂水平位移計算 1、汽車制動力引起的墩頂位移、汽車制動力引起的墩頂位移iTK 11iiK33PilEI2、溫度變化時梁的伸縮引起的墩頂位移、溫度變化時梁的伸縮引起的墩頂位移溫度中心溫度中心:溫度變化時偏移值等于零的位置溫度變化時偏移值等于零的位置X0。 3梁體混凝土收縮徐變產(chǎn)生的墩頂位移梁體混凝土收縮徐變產(chǎn)生的墩頂位移(1)鋼筋混凝土梁)鋼筋混凝土梁000niniiKXLK2iatX 3SnraLTD=(2)預(yù)應(yīng)力混凝土梁)預(yù)應(yīng)力混凝土梁312()(1)nrLLC 4、架梁時殘留的墩頂位移、架梁時殘留的墩頂位移規(guī)范規(guī)定,通過每
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