橋梁墩臺的設(shè)計、構(gòu)造及計算_第1頁
橋梁墩臺的設(shè)計、構(gòu)造及計算_第2頁
橋梁墩臺的設(shè)計、構(gòu)造及計算_第3頁
橋梁墩臺的設(shè)計、構(gòu)造及計算_第4頁
橋梁墩臺的設(shè)計、構(gòu)造及計算_第5頁
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文檔簡介

橋梁墩墩臺的設(shè)計計、構(gòu)構(gòu)造及及計算算內(nèi)容提提要橋梁墩墩臺的的設(shè)計計和構(gòu)構(gòu)造橋梁墩墩臺的的計算算第一章章墩臺設(shè)設(shè)計與與構(gòu)造造第一節(jié)節(jié)概概述述功能橋墩橋臺多跨橋橋梁的的中間間支承承結(jié)構(gòu)構(gòu)橋端支支承結(jié)結(jié)構(gòu),,銜接接線路路,擋擋土護護岸組成墩臺帽帽墩臺身身基礎(chǔ)承受荷荷載地震力力風力流水壓壓力等等豎向力力水平力力彎矩上部結(jié)結(jié)構(gòu)第二節(jié)節(jié)橋墩的的類型型與構(gòu)構(gòu)造按受力力剛性墩墩按構(gòu)造造實體墩墩空心墩墩柱式墩墩按截面面圓端形形尖端形形等矩形圓形1、橋橋墩的的類型型柔性墩墩框架墩墩等2、橋橋墩的的構(gòu)造造(1))實體橋橋墩實體橋橋墩可可分為為實體重力式式橋墩墩和實體輕型橋墩。①重力式式橋墩墩材料:實體體圬工工材料料優(yōu)點:靠自身身重量量平衡衡外力力,保保證其其強度度和穩(wěn)穩(wěn)定自身剛剛度大大,具具有較較強的的防撞撞能力力缺點:阻水面面積大大適用范范圍:適合建建于承承載力力較高高、覆覆蓋層層較薄薄、基巖埋埋深較較淺的的地基基上②輕型橋橋墩(或薄壁橋橋墩)材料:可用混混凝土土、漿漿砌塊塊石或或鋼筋筋混凝凝土材材料優(yōu)點:顯著著減少少了圬圬工體體積缺點:抗沖沖擊力力、防防撞能能力較較差適用范范圍:不宜宜用在在流速速大并并夾有有大量量泥沙沙的河河流或可可能有有船舶舶、冰冰、漂漂流物物撞擊擊的河河流中;;一般般用于于中小小跨徑徑橋梁梁上墩帽直接支支承橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu),,應(yīng)力力較集集中,,因此此對大大跨徑徑的重力力式橋橋墩墩墩帽混凝土土一般≥C20,厚度一般≥0.4m,,中小跨跨梁橋橋也應(yīng)應(yīng)≥0.3m,,并設(shè)設(shè)有50~~100mm的的檐口。墩身是橋墩墩主體體,其其頂寬:小跨跨徑橋橋重力力式墩墩墩身身宜≥80cm,輕輕型墩墩墩身身宜≥≥60cm;中中跨徑徑橋宜宜≥100cm。(2))空心橋橋墩在一些些高大大的橋橋墩中中,為為了減減少圬圬工體體積,,節(jié)約材材料,,或為為了減減少自自重,,降低低地基基的承承壓應(yīng)應(yīng)力,可可將墩墩身內(nèi)內(nèi)部作作為空空腔體體、即即所謂謂空心心橋墩墩。它介于于重力力式橋橋墩和和輕型型橋墩墩之間間。構(gòu)造要要求::①墩身身最小小壁厚厚對砼≥50cm,對對鋼砼砼≥30cm②墩身縱縱橫隔隔板應(yīng)設(shè)置置橫((或縱縱橫))隔板板,加加強墩墩身局部穩(wěn)穩(wěn)定和抗抗撞能力力③檢查設(shè)施施設(shè)置進入入洞或檢檢查設(shè)備備④通風孔泄泄水孔墩身周圍圍設(shè)置直直徑為20~30cm的通風孔或泄泄水孔,,以調(diào)節(jié)節(jié)壁內(nèi)外外溫差和平衡水水壓力裝配式預(yù)應(yīng)力砼橋墩構(gòu)造(3)柱式(樁柱式)橋墩結(jié)構(gòu):分離的的兩根或多多根立柱柱(或樁樁柱)組成:承臺、柱式墩身身和蓋梁(如圖))分類:單柱式、雙柱式、啞鈴式、混合雙柱柱式優(yōu)點:外型美美觀,圬圬工體積積少,施施工方便便缺點:因柱間空間間局限,,易阻滯滯漂浮物物適用范圍圍:橋梁寬度度較大的的城市橋橋梁和立立交橋;;多在淺基基礎(chǔ)或高高樁承臺臺上采用用構(gòu)造要點點:立柱一般采用用C30~~C40混凝土,,橫截面尺寸寸0.6~~1.5m,高高度較大大時設(shè)橫橫系梁;蓋梁跨高比小小于5時時,剪力力較大,,其混凝土強強度等級級應(yīng)≥C25雙柱式方方形墩雙柱式圓圓形墩(4)柔性排架架樁墩結(jié)構(gòu)組成:單排或雙排鋼鋼砼樁與鋼砼蓋梁組成分類:單排樁、雙排樁、薄壁式特點:將上部部結(jié)構(gòu)傳傳來的水水平力傳傳遞到全全橋各柔柔性墩臺或或相鄰剛剛性墩臺臺上,減減少單個個柔性墩所受受水平力力,從而而減小樁樁墩截面面缺點:墩頂可可能產(chǎn)生生過大的的位移適用范圍圍:一般用用于50~80m橋長布置要點點:橋長超超過50~80m時時,需設(shè)設(shè)置滑動動支座或設(shè)置置剛度較較大的溫度墩;孔數(shù)較較多時宜將橋橋跨分成成若干聯(lián)(兩活動動支座間間或剛性臺臺與第一一個活動動支座間間稱為一一聯(lián))黃石長江江大橋薄薄壁墩構(gòu)構(gòu)造黃石長江江大橋四個江中中墩采用用雙薄壁墩。左、右右壁中心距為為10.5m,墩身為3×10m矩矩形斷面(如圖))。鋼筋混凝凝土雙壁墩的采采用既可可減小橋墩的抗抗推剛度,又可可減小主主梁支點負彎彎矩,同時增加了橋梁美觀觀。黃石長江江大橋(五孔連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋)(5)框架墩結(jié)構(gòu):采用鋼砼砼或預(yù)應(yīng)應(yīng)力砼等等壓撓和和撓曲構(gòu)構(gòu)件組成平面框框架代替替墩身分類:縱、橫橫向V形、X形、Y形、倒梯形等特點:輕巧美美觀;同時提高高橋梁的的跨越能能力,縮縮短主梁的的跨徑,,降低梁梁高X型橋墩墩某開合橋橋V型橋墩墩我國首例例鐵路V形橋墩轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)體架梁梁3、橋墩墩防撞流冰對橋橋墩的危危害主要要表現(xiàn)在在大面積積流冰對對橋墩的撞撞擊和大大面積流流冰堆積積現(xiàn)象以以及流冰冰對橋墩的磨損損。對此此,在中中等以上上流冰河河道(冰冰厚大于0.5m,流水水速度1m/s左右)及及有大量量漂流物物的河道,應(yīng)應(yīng)在迎水水方向設(shè)設(shè)置破冰棱體體(如圖))。航運繁忙忙的河道道,船只只往往因因突發(fā)原原因引起起航行失控控,或因因能見度度低造成成船墩相相撞。橋橋墩在設(shè)計中不不但要有有一定抵抵抗船舶舶沖擊的的能力,,還要考慮采用用緩沖裝置置和保護系統(tǒng)統(tǒng),預(yù)防或或改變船船只沖擊荷載載的方向向或減少少對橋墩墩的沖擊擊荷載。墩身平面形狀與破冰棱體第三節(jié)橋臺的類類型與構(gòu)構(gòu)造橋臺重力式橋橋臺輕型橋臺臺框架式橋橋臺八字式和一字式橋橋臺埋式橋臺臺U形橋臺1、橋臺臺的類型型組合式橋橋臺承拉式橋橋臺薄壁輕型型橋臺支承梁型型橋臺2、橋臺臺的構(gòu)造造(1)重力式橋橋臺重力式橋橋臺主要靠自自重來平平衡臺后后的土壓壓力。橋臺臺身身多數(shù)由由石砌、、片石混混凝土或或混凝土土等圬工材料建建造,并并采用就就地澆筑筑的方法法施工。。①U形橋臺結(jié)構(gòu)特點點:由前墻墻和兩側(cè)側(cè)墻構(gòu)成成U形優(yōu)點:構(gòu)造簡單單;基底底承壓面面大,應(yīng)應(yīng)力較小小缺點:圬工體積積大;臺臺內(nèi)填土土易積水水,凍脹脹后使橋臺結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生裂裂縫適用范圍圍:8~10m填土高度度的中等等跨徑橋橋梁②埋置式橋臺結(jié)構(gòu)特點點:臺身埋置置于臺前前溜坡內(nèi)內(nèi),不需需另設(shè)翼墻,僅僅由臺帽帽兩端的的耳墻與路堤銜銜接優(yōu)點:圬工數(shù)量量較省,,自重較較小缺點:溜坡伸入入橋孔壓壓縮了河河道,有有時需要要增加橋長適用范圍圍:適用于于橋頭為為淺灘、、溜坡受受沖刷較較小、填土土高度在在10m以下的的中等跨跨徑的多跨橋中中使用③八字式和和一字式式橋臺臺身兩側(cè)側(cè)為獨立立翼墻,,一般將將臺身與與翼墻分分開,其間間設(shè)變形形縫。適適用于河河岸穩(wěn)定定的低橋橋臺。(2)輕型橋臺臺鋼砼輕型型橋臺,,其構(gòu)造造特點是是利用鋼鋼砼結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗彎能能力來減減少圬工工體積而而使橋臺臺輕型化化。①薄壁輕型型橋臺②支承梁型型橋臺(略)(3)框架式橋橋臺(4)組合式橋橋臺(5)承拉式橋橋臺第二章橋橋梁墩臺的計計算第一節(jié)墩墩臺臺作用及及其效應(yīng)應(yīng)組合1、墩臺臺計算中中的作用用(1)永久作用用恒載支承承反力包括上部部結(jié)構(gòu)砼砼收縮、、徐變影影響墩臺自重重包括基礎(chǔ)礎(chǔ)襟邊上上的土重重及其側(cè)側(cè)壓力預(yù)應(yīng)力如對裝配配式壓應(yīng)應(yīng)力空心心墩所施施加的預(yù)預(yù)應(yīng)力基礎(chǔ)變位位影響變位對超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)引起的附附加內(nèi)力力水的浮力力對于透水水性地基基,穩(wěn)定定驗算時時計算水水的不利浮力,,應(yīng)力驗驗算時考考慮水的的有利浮浮力(2)可變作用用(橋臺不計計風力、流流水壓力力、冰壓壓力)汽車荷載載包括汽車沖擊擊力(對重力式墩墩臺應(yīng)計入沖沖擊力)、、離心力、制動力、土側(cè)壓力力人群荷載載風力、流水壓力力、冰壓力橋臺不計計此項溫度應(yīng)力力溫度變化化對超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)引起的附附加內(nèi)力力支座摩阻阻力(3)偶然作用用(橋臺只考考慮地震震力)地震力橋臺只考考慮此項項船只或漂漂浮物撞撞擊力施工荷載載涌潮等間間歇性荷荷載某些特殊殊河道出出現(xiàn)涌潮潮現(xiàn)象2、荷載載計算包括恒載和水的浮力力、側(cè)向土壓壓力、汽車荷載沖擊力力、汽車荷載載制動力力、流水壓力力、冰壓力、般只或漂漂浮物的的撞擊力力、地震力。(1)恒載和水水的浮力力橋梁上部部結(jié)構(gòu)恒載傳至墩臺臺的計算算值,由由橋梁支座反反力計算確定定。對于于墩臺在在水下和和土中部部分自重的的計算方方法,要要根據(jù)地地基土性性質(zhì)加以以考慮。。公路橋梁梁設(shè)計規(guī)規(guī)范中,在考考慮水的浮力力時,對不同的的土質(zhì)和和不同的的計算內(nèi)內(nèi)容作了了不同的的規(guī)定::①位于透水水性地基基上的墩墩臺,在在驗算穩(wěn)穩(wěn)定時,,應(yīng)采用設(shè)計計高水位位的浮力力;在驗驗算地基基應(yīng)力時時,僅考慮低水位位時的浮浮力,或或不考慮慮水的浮浮力。②基礎(chǔ)嵌入入不透水水性地基基的墩臺臺,可不不考慮水水的浮力。③當?shù)鼗鞘欠裢杆炊〞r時,按透透水與不不透水,,以最不利荷荷載組合合計算。。關(guān)于自由由水與結(jié)結(jié)合水對對浮力的的影響砂性土:孔隙水水多為自自由水,,可按有有浮力考考慮粘性土:孔隙水中中既有自自由水又又有結(jié)合合水含水量接接近或超超過液限限,應(yīng)考慮浮浮力含水量小小于塑限限時,不考慮浮浮力含水量介介于液限限與塑限限之間,按不利情情況考慮慮(2)土的重力力及側(cè)向向土壓力力一般橋臺臺和擋土土墻考慮慮主動土壓壓力,臺前和和墻前可考考慮靜土壓力力。①靜土壓力力標準值值ej——高度度h處靜土壓壓力強度度;ξ——壓壓實土土的靜靜土壓壓力系系數(shù);;γ——土土的重重力密密度;;φ——土土的內(nèi)內(nèi)摩擦擦角;;h——填填土頂頂面至至任一一點高高度;;H——填填土頂頂面至至基底底高度度;Ej——高度范范圍內(nèi)內(nèi)單位位寬度度的靜靜土壓力力標準準值。。②主動土土壓力力標準準值a土土層特特性無無變化化且無無汽車車荷載載時E——主主動土土壓力力標準準值;;γ——土土的重重力密密度;;B——臺臺的計計算寬寬度或或擋土土墻的計計算長長度;;H——計算土土層高高度;;β——填填土表表面與與水平平面的的夾角。。主動土土壓力力的著著力點點自計算土土層地地面算算起,,C=H/3。b土土層特特性無無變化化但有有汽車車荷載載,在在β=0°°時按按下式式計算算h——汽汽車荷荷載的的等代代均布布土層層厚度度。土壓力力著力力點自自計算算土層層地面面算起起:c當β=0°°時,,破壞壞棱體體破裂裂面與與豎直直線間間的夾夾角θ的正切切值可按按下式式計算算式中③樁柱式式橋臺臺土壓壓力的的計算算寬度度公路橋橋涵設(shè)設(shè)計規(guī)規(guī)范規(guī)定::當樁柱柱間凈凈距l(xiāng)i不大于于樁柱柱直徑徑D或?qū)挾榷葧r,,不考考慮樁柱柱間空空隙的的折減減,作作用在在每根根樁柱柱上的的土壓壓力計計算寬度b按下式式計算算:當樁柱柱間凈凈距l(xiāng)i大于樁樁柱直直徑D或?qū)挾榷葧r::若D≤1m若D>1m(3))汽車荷荷載沖沖擊力力鋼筋混混凝土土樁柱柱式墩墩臺,,以及及其它它輕型型墩臺,在在計算算汽車車荷載載時應(yīng)應(yīng)計入入沖擊力力。因?qū)賹儆诰志植考虞d載,故故沖擊擊系數(shù)數(shù)取1.3。(4))汽車荷荷載制制動力力汽車荷荷載的的制動力力是橋梁梁墩臺臺承受受的主主要縱縱向水平平力之之一。。制動動力可可按公路橋橋涵設(shè)設(shè)計規(guī)規(guī)范中有關(guān)規(guī)規(guī)定計計算。。在計計算梁梁式橋橋墩臺臺時,,制動動力可可移至支支座中中心((鉸或或滾軸軸中心心)或或滑動動支座座、橡橡膠支座座、擺擺動支支座的的底座座面上上。(5))流水壓壓力作用在在橋墩墩上的的流水壓壓力,可按按公路橋橋涵設(shè)設(shè)計規(guī)范范中有關(guān)規(guī)規(guī)定計計算。。流水水壓力力的合合力作作用點,假假定在在設(shè)計計水位位以下下1/3水水深處處,即即假定定河底底的流速速為零零,作作用力力的分分布呈呈倒三三角形形。位于涌涌潮河河段的的橋墩墩臺,,應(yīng)考考慮因因涌潮潮潮差差產(chǎn)生的的水壓壓力和和涌潮對橋墩墩的拍擊力力。由于于涌潮潮現(xiàn)象機機理十十分復(fù)復(fù)雜,,在設(shè)設(shè)計計計算前前須對對涌潮潮在橋橋位出現(xiàn)現(xiàn)的規(guī)規(guī)律及及對結(jié)結(jié)構(gòu)物物的作作用力力大小小和計計算圖圖式進行行研究究分析析。(6))冰壓力力嚴寒地地區(qū)位位于有有冰棱棱河流流或水水庫中中的橋橋梁墩墩臺,應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)當?shù)氐乇饫獾木呔唧w情情況及及墩臺臺形狀狀計算算冰壓力力。冰壓力力有豎向向和水水平向向作用用力,,主要要是水水平向作用用力。。豎向力力是由冰冰層水水位升升降而而對橋橋梁墩墩臺產(chǎn)生生的作作用;;水平向向作用用力包括因因風和和水流流作用于大大面積積冰層層而產(chǎn)產(chǎn)生的的靜壓壓力、、冰堆堆整體體推移移產(chǎn)生的的靜壓壓力、、河流流流冰冰產(chǎn)生生的動動壓力力(流冰壓壓力)等。。(7))船只或或漂流流物的的撞擊擊力船只或或漂流流物的的撞擊擊力,雖是是橋梁梁墩臺臺的偶偶然荷載載,但但是對對橋墩墩結(jié)構(gòu)構(gòu)的危危害性性很大大,對對于通航河道道或有有漂流流物的的河流流中的墩墩臺,,設(shè)計計時應(yīng)應(yīng)考慮船只只或漂漂流物物的撞撞擊力力。漂流物物的撞撞擊力力,在在無實實際資資料時時可按按下式式估算::W——漂漂流物物的重重量;;可根根據(jù)實實際調(diào)調(diào)查確定定;V——水水的流流速;;T——撞撞擊時時間,,在無無實際際資料料時可可用1s;;g——重重力加加速度度9.81。規(guī)范規(guī)定,,船只的的撞擊擊力可根據(jù)據(jù)河道道等級級和船船只的的撞擊力力方向向查表表(如下表表)取值。。如航航道中中有大大噸位位船只航行行時,,應(yīng)根根據(jù)具具體情情況另另作分分析確確定。。船只撞撞擊力力的作作用點點,假假定在在計算算通航航水位位線上上,墩臺身身的寬寬度或或長度度的中中點處處;當當設(shè)有有與墩墩、臺臺分開開的防撞擊擊的防防護構(gòu)構(gòu)造時時,可可不計計船只只撞擊擊力;;對于于四、、五、、六級航航道內(nèi)內(nèi)的鋼鋼筋混混凝土土樁墩墩,順順橋向向撞擊擊力按按表中中所列數(shù)值值的50%%計算算。內(nèi)河航道標準船舶噸位DWT(t)橫橋向撞擊作用(kN)順橋向撞擊作用(kN)一300014001100二20001100900三1000800650四500550450五300400350六100250200七20150125(8))地震力力地震力力是一項項十分分重要要和危危害性性大的的偶然然荷載載,在在墩臺設(shè)設(shè)計計計算時時要進進行抗震驗驗算和必要要的防護構(gòu)構(gòu)造措措施設(shè)計。。橋梁下下部結(jié)結(jié)構(gòu)在在地震震時可可能會會出現(xiàn)現(xiàn)的震震害有有:受受地震后,,墩臺臺、基基礎(chǔ)截截面強強度延延性和和穩(wěn)定定性不不夠,,以致致發(fā)生結(jié)構(gòu)構(gòu)開裂裂、折折斷、、位移移而引引起落落梁;;地基基土液液化使使墩臺下沉沉、位位移、、傾斜斜;引引道、、岸坡坡滑移移下沉沉致使使墩臺臺損壞。因因此,,深入入研究究地震震力對對橋梁梁下部部結(jié)構(gòu)構(gòu)的作作用力力、作用方方式,,在結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計和和地基基處理理方面面進行行抗震震驗算算是不可缺缺少的的,橋橋梁的的抗震震設(shè)計計計算算和設(shè)設(shè)防可可參照照《公路工程抗抗震設(shè)設(shè)計規(guī)規(guī)范》有關(guān)規(guī)規(guī)定進進行。。3、荷荷載組組合橋梁墩墩臺計計算時時,通通常需需要對對各種種可能能的荷荷載進行行組合合計算算,滿滿足各各種不不同的的要求求。在在進行行墩臺荷荷載效效應(yīng)組組合時時,尚尚需考考慮按按順橋向向和橫橋向的最不不利布布載。在所有有荷載載中,,車輛輛荷載載的變變動對對荷載載組合合起著支支配作作用。。橋墩墩計算算中,,一般般需驗驗算墩身截截面的強強度、作用用在墩墩身截截面上上合力的的偏心心距及橋墩的穩(wěn)穩(wěn)定性性等。因因此,,需根根據(jù)不不同的的驗算算內(nèi)容容選擇各種種可能能的最最不利利荷載載組合合。下面分分別說說明梁梁橋和和拱橋橋墩臺臺可能能出現(xiàn)現(xiàn)的組組合。(1))梁橋重重力式式橋墩墩①第一種種組合合:橋橋墩各各截面面可能能產(chǎn)生生最大豎豎向力力(驗算墩墩身強強度和和基底底最大大應(yīng)力力)將車道道均布布荷載載沿縱縱向布布置在在相鄰鄰的兩兩孔橋橋跨上上,并且將將集中中荷載載(重重軸))布置置在計計算橋橋墩處處。這這時可可得到橋墩墩的最大汽汽車豎豎向力力荷載載,但但偏心心較小?。ㄈ鐖Da)。②第二種組合合:橋墩各各截面在順順橋方向可可能產(chǎn)生最大偏心和最大彎矩(驗算順橋方方向墩身強強度、基底應(yīng)力、、偏心和橋橋墩穩(wěn)定性性)車道荷載僅僅在一孔橋橋跨(相鄰鄰兩跨的較較大跨)上上布置,且有其其它水平荷荷載(如風風力、船撞撞力、流水水壓力等))作用于墩身身,這時豎向力較小小,而水平平荷載引起起的彎矩大,可能使使墩身截面面產(chǎn)生很大大的合力偏偏心距(如圖b)。③第三種組合合:橋墩各各截面在橫橫橋方向可可能產(chǎn)生最大偏心和最大彎矩(驗算橫橋方方向墩身強強度、基底應(yīng)力、、偏心和橋橋墩穩(wěn)定性性)在橫向計算算時,橋跨跨上的汽車車荷載可能能是一列或或幾列靠邊行駛駛,這時可可能產(chǎn)生最大橫向偏偏心距;也可能是是多列滿載,,使豎向力較大大而橫向偏偏心較小(如圖c)。(2)拱橋重力式式橋墩①順橋方向的的作用及其其效應(yīng)組合合對于普通橋墩,應(yīng)布置相相鄰兩孔的的永久作用用、在較大的一孔滿滿布車道荷荷載和人群群荷載、其其他可變作作用(如制動力、縱縱向風力、、溫度影響響力等),,此時可對對橋墩產(chǎn)生不平衡水平平推力、豎向力和彎矩。對于單向推力墩墩,只考慮相相鄰兩孔中中跨徑較大大一孔的永久作用用效應(yīng)。②橫橋方向的的作用及其其效應(yīng)組合合橫橋方向作作用于橋墩墩上的外力力有風力、、流水壓力力、冰壓力、船船只或漂流流物撞擊力力、地震力力等。但是是對于公路橋梁,橫橫橋方向的的受力驗算算一般不作作控制設(shè)計計。(3)梁橋重力式式橋臺橋臺也須針針對驗算截截面的臺身截面強強度、地基應(yīng)力、橋臺穩(wěn)定性性等按公路橋涵設(shè)設(shè)計規(guī)范進行可能的的荷載組合合。橋臺荷載組組合和驗算算只考慮順順橋方向。。①在橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)上布置車輛荷載、、溫度下降降、制動力力(向橋孔方向)),并考慮慮臺后土側(cè)側(cè)壓力(考考慮最大彎矩組合,如圖a);②在臺后破壞壞棱體上布布置車輛荷載、、溫度下降降、并考慮慮臺后土側(cè)壓壓力(考慮慮最大水平力力與最大反向彎彎矩組合,如圖b);③在橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)上和臺后后破壞棱體體上都布置置車輛荷載、、溫度下降、制制動力(向向橋孔方向向),并考考慮臺后土土側(cè)壓力(考慮最大豎向力力組合,如圖c)。(4)拱橋重力式式橋臺同梁橋重力力式橋臺一一樣。對對于單跨無無鉸拱的順順橋向活荷載布置置一般取活活荷載布置置于橋跨結(jié)構(gòu)上上和活荷載布布置于臺背后破壞壞棱體上(分別類似似于上圖a、b)。第二節(jié)墩墩臺計算算與驗算1、重力式式橋墩計算算與驗算重力式橋墩墩主要采用用圬工材料料,按承載載能力極限限狀態(tài)設(shè)計時,,采用下列列表達式::γ0——結(jié)構(gòu)重重要性系數(shù)數(shù):特大橋、重重要大橋取取1.1,,大橋、中橋、重要要小橋取1.0,小小橋、涵洞洞取0.9;S——作用效效應(yīng)組合設(shè)設(shè)計值;R——構(gòu)件承承載力設(shè)計計值函數(shù);;fd——材料強強度設(shè)計值值;ad——幾何參數(shù)設(shè)設(shè)計值(可可采用設(shè)計計文件規(guī)定定值)。(1)截面承載能能力極限狀狀態(tài)驗算①驗算截面的的選取通常選取基礎(chǔ)頂面、墩身截面突突變處懸臂式墩帽帽與墩身交界處高墩沿墩身身每隔2~3m選取一個截截面截面②驗算截面的的內(nèi)力計算算豎向力∑N、水平力∑H、彎矩∑M。③承載力極限限狀態(tài)驗算算按軸心或偏偏心受壓構(gòu)構(gòu)件驗算墩墩身各截面面承載力。。④截面偏心驗驗算各驗算截面面在各種組組合下的偏偏心距e=(∑M)/(∑N)均不應(yīng)超過表中限值。作用組合偏心距限值基本組合e≤0.6s偶然組合e≤0.7s受壓構(gòu)件偏偏心距限值值當偏心距超超過上表限限值時,構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列列公式計算算:Nd——軸向力力設(shè)計值;;A——構(gòu)件截截面面積;;W——受拉邊邊緣彈性抵抵抗拒;ftmd——彎曲抗抗拉強度設(shè)設(shè)計值;φ——砌體偏心受受壓構(gòu)件承承載載力影響系系數(shù)或混凝凝土軸心受受壓構(gòu)件彎彎曲系數(shù)。。⑤直接抗剪驗驗算當拱橋相鄰鄰兩孔的推推力不相等等時,應(yīng)按按下式驗算算拱座截面的抗抗剪強度::Vd——剪力設(shè)設(shè)計值;A——受剪截截面面積;;fvd——砌體或或混凝土抗抗剪強度設(shè)設(shè)計值;μf——摩擦系系數(shù),取0.7;Nk——與受剪截面面垂直的壓壓力標準值值。【注】上述所有參參數(shù)均應(yīng)按按《公路圬工工橋涵設(shè)計計規(guī)范》(JTGD61-2005)中有關(guān)關(guān)規(guī)定取值值。(2)橋墩的穩(wěn)定定性驗算①縱向撓曲穩(wěn)穩(wěn)定性驗算算Nj——各種組組合中最不不利的設(shè)計計荷載效應(yīng)應(yīng)(豎向力力);φ——受壓構(gòu)構(gòu)件縱向彎彎曲系數(shù),,按公式計算或查表表;α——與砂漿漿強度有關(guān)關(guān)的系數(shù)::對5、2.5、1號號砂漿分別別采用0.002、0.0025、0.004,對混凝土采采用0.002;A——驗算截截面的面積積;Rja——材料的的抗壓極限限強度;γm——安全系系數(shù)。關(guān)于縱向彎彎曲系數(shù)φ的確定受壓構(gòu)件縱縱向彎曲系系數(shù)φ,軸心受壓壓墩臺的值值可查閱《鋼筋混凝凝土與預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土橋涵設(shè)計計規(guī)范》表5.3.1;偏心受壓時時,彎曲平平面內(nèi)的縱縱向彎曲系系數(shù)φ按下式計算算:β——矩形截截面取β=l0/hw;l0、hw——墩臺計計算長度、、截面在彎彎曲平面的的高度;e0——豎向力力偏心距;;rw——在彎曲曲平面內(nèi)截截面(換算算截面)的的回轉(zhuǎn)半徑徑。②抗傾覆穩(wěn)定定性驗算如右圖,當當橋墩處于于臨界穩(wěn)定平平衡狀態(tài)時時,繞傾覆轉(zhuǎn)軸A?A取矩,可得得即上述方程左左邊第一項項為穩(wěn)定力矩,第二項為為傾覆力矩。于是,抗傾傾覆穩(wěn)定系系數(shù)K0可按下式計計算:M穩(wěn)——穩(wěn)定力矩;;M傾——傾覆力矩;;Pi——作用標準值值組合(地地震除外))引起的豎豎向力;ei——豎向力Pi對驗算截面面重心的力力臂(平距距);Hi——作用標準值值組合(地地震除外))引起的水水平力;hi——水平力Hi對驗算截面面重心的力力臂(垂距距);s——截面形心O至驗算傾覆覆轉(zhuǎn)軸A?A的水平距離離;K01——抗傾覆穩(wěn)定定系數(shù)最小小容許值(見表)。③抗滑移穩(wěn)定定性驗算抗滑移穩(wěn)定定系數(shù)Kc可按下式計計算:∑Pi——豎向力總和和(包括水水的浮力));∑Hip——抗滑穩(wěn)定水水平力總和和;∑Hia——滑動水平力力總和;f——圬工基礎(chǔ)底底面與地基基土之間的的摩擦系數(shù),無實測測資料時可可按表取值;Kc1——抗滑移穩(wěn)定定系數(shù)最小小容許值(見表)。地基土分類摩擦系數(shù)

f黏土(流塑~堅硬)、粉土0.25砂土(粉砂~礫砂)0.30~0.40碎石土(松散~密實)0.40~0.50軟巖(極軟巖~較軟巖)0.40~0.60硬巖(較硬巖~堅硬巖)0.60~0.70作用組合驗算項目穩(wěn)定系數(shù)結(jié)構(gòu)自重、土重及側(cè)壓力、浮力、汽車、人群的標準值效應(yīng)組合抗傾覆K01抗滑移Kc11.51.3同上,但計入其他作用或偶然作用(地震除外)標準值效應(yīng)組合抗傾覆抗滑移1.31.2施工階段作用標準值效應(yīng)組合抗傾覆抗滑移1.2基底摩擦系系數(shù)抗傾覆和抗抗滑動穩(wěn)定定系數(shù)(3)墩臺頂端水水平位移計計算對高度超過過20m的重力式墩墩臺及輕型型墩臺,應(yīng)驗算頂端端水平方向向的彈性位位移,使之之符合規(guī)定定。①頂端水平位位移的規(guī)定定墩臺頂端水水平位移的的容許極限限值為:Δy——墩臺頂端水水平位移值值(mm)),包括墩墩臺水平方方向彈性位移和和因地基不不均勻沉降降產(chǎn)生的水水平位移(地基不均勻勻沉降所產(chǎn)產(chǎn)生的水平平位移值,可通過計算不均勻勻沉降引起起的傾斜角角求得);L——相鄰墩臺間間的最小跨跨徑(m)),L≥25m。。②頂端水平彈彈性位移的的計算計算時可認認為墩臺身身相當于一一個固定于于基礎(chǔ)頂面面的懸臂梁(不考慮上上部結(jié)構(gòu)對對墩臺頂端端位移的約約束作用),引起起水平彈性性位移的荷荷載為制動力、風力及偏心的豎向支反反力等。由于將將墩臺視為為固定于基基礎(chǔ)頂面的的懸臂梁,完全全忽略了上上部結(jié)構(gòu)對對墩臺頂端端的約束作作用,所以結(jié)果是偏大大的。重力式墩臺臺帽一般可可不進行驗驗算,支座座墊石下的的局部承壓應(yīng)力力與支座計計算的有關(guān)關(guān)內(nèi)容相同同。采用懸懸臂式帽的重力式墩墩臺,懸臂臂墩臺帽需需配受力鋼鋼筋,懸臂臂部分按懸臂梁計算算。有關(guān)施施工時的特特殊受力,,可按實際際情況驗算。2、樁柱式式橋墩計算算與驗算樁柱式墩臺臺的計算包包括蓋梁計算、墩臺臺樁柱計算、墩臺頂端位移計算。(1)蓋梁計算包括外力計

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