橋梁下部結(jié)構(gòu)計算(要點總結(jié))

1．梁、板式橋墩臺作用效應(yīng)組合1．1梁、板式橋墩第一種組合：按在橋墩各截面和基礎(chǔ)底面可能產(chǎn)生最大豎向力的狀況組合。此時汽車荷載應(yīng)為兩跨布載，集中荷載布在支座反力影響線最大處。若為不等跨橋墩，集中荷載應(yīng)布置在大跨上支座反力影響線最大處，其他可變荷載作用方向應(yīng)與大跨支座反力作用效果相同。它是用來驗算墩身強(qiáng)度和基地最大壓應(yīng)力的。第二種組合：按在橋墩各截面順橋向上可能產(chǎn)生最大偏心距和最大彎矩的狀況組合。此時應(yīng)為單跨布載。若為不等跨橋墩，應(yīng)大跨布載。其他可變作用方向應(yīng)與汽車荷載反力作用效果相同。它是用來驗算墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、偏心距和穩(wěn)定性的。第三種組合：當(dāng)有冰壓力或偶然作用中的船舶或漂流物是，按在橋墩各截面橫橋向可能產(chǎn)生與上述作用效果一致的最大偏心距和最大彎矩的狀況組合。此時順橋向應(yīng)按第一種組合處理，而橫橋向可能是一列靠邊布載（產(chǎn)生最大橫向偏心距）；也可能是多列偏向或滿布偏向（豎向力較大，而橫向偏心較?。?。它是用來驗算橫橋向上的墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、橫向偏心距及穩(wěn)定性的。1．2梁、板式橋臺第一種：汽車荷載僅布置在臺后填土的破壞棱體上（此時根據(jù)通規(guī)，以車輛荷載形式布載）；第二種：汽車荷載（以車道荷載形式布載）僅布置在橋跨結(jié)構(gòu)上，集中荷載布在支座上；第三種：汽車荷載（以車道荷載形式布載）同時布置在橋跨結(jié)構(gòu)和破壞棱體上，此時集中荷載可布在支座上或臺后填土的破壞棱體上。2．樁柱式墩臺驗算——蓋梁計算2．1作用的特點及計算作為梁式橋，上部荷載是以集中力的形式作用于蓋梁上，所以作用的作用位置是固定的，而其作用力的大小，隨著汽車橫向布置不同而變化。汽車橫向布置原則是依據(jù)蓋梁驗算截面產(chǎn)生最大內(nèi)力的不利狀況而確定。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：2.1.1單柱式墩臺蓋梁在計算蓋梁支點負(fù)彎矩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)按偏心受壓法計算。2.1.2雙柱式墩臺蓋梁在計算蓋梁柱頂處負(fù)彎矩時，汽車橫橋向采用非對稱位置，橫向分配系數(shù)采用偏心受壓法計算；在計算蓋梁跨中彎矩時，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。2.1.3多柱式墩臺蓋梁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)采用杠桿發(fā)計算，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)注意由于杠桿法計算橫向分配系數(shù)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。2．2蓋梁計算時，主梁傳下的活載均應(yīng)考慮沖擊系數(shù)。3．實體式高墩、鋼筋砼柔性墩對于墩高大于20m實體式高墩、鋼筋砼柔性墩，在計算墩頂位移時，認(rèn)為墩身相當(dāng)于一個固定在基礎(chǔ)或承臺頂面的懸臂梁，不考慮上部結(jié)構(gòu)對墩頂位移的約束作用。4．柔性墩計算要點柔性墩橋是由橋臺、柔性墩（有時含剛性墩）和梁組成的一聯(lián)多孔或多聯(lián)多孔的連續(xù)鉸接（對簡支梁）或連續(xù)剛接（對連續(xù)鋼架）的超靜定框架結(jié)構(gòu)。4．1柔性墩的計算圖式，簡化的基本假設(shè)如下4.1.1柔性墩視為上端鉸支、下端固定的超靜定梁，下端固定位置按樁基礎(chǔ)考慮地基土性質(zhì)確定lp的要求辦理。4.1.2引起墩頂位移的各種影響力分別進(jìn)行力學(xué)分析計算，忽略這些力的相互作用影響，內(nèi)力計算采用疊加原理。4.1.3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)生單位水平唯一時所需在墩（臺）頂施加的水平力）分配4．2順橋向墩頂水平位移計算4.2.1汽車制動力引起的墩頂位移不考慮梁在水平力作用下的變形，則一聯(lián)內(nèi)各墩水平位移相同，由制動力引起的墩頂位移可近似按下式計算，即，Δ1——汽車制動力作用下聯(lián)內(nèi)各墩（臺）頂水平位移；T——作用聯(lián)內(nèi)的制動；Ki——聯(lián)內(nèi)各墩（臺）的抗推剛度。，——單位里作用在第i個柔性墩頂時產(chǎn)生的水平位移；lp——第i個柔性墩的計算高度；EI——墩身剛度。當(dāng)樁在土中嵌固點較深需考慮樁側(cè)土的彈性抗力是，可按樁基礎(chǔ)計算δi。4.2.2溫度變化時量的伸縮引起的墩頂位移在架梁后，梁體會因為外界溫度的升高與降低（相對架梁時溫度）而伸長或縮短，從而使柔性墩頂產(chǎn)生水平位移。在計算墩的位移時，首先需要確定溫度變化時位移零點的位置。X0——位移零點至0號墩的距離；i——墩的序號，i=0,1,2，……，n，n為總墩數(shù)減1；L——橋梁跨徑。如果用X1，X2，X3……標(biāo)示各墩至位移零點的距離，則的各墩頂由溫度變化引起的水平位移為：Δ2=αtXiΔ2——溫度變化時梁的伸縮引起的墩頂水平位移；α——梁體砼的線性膨脹系數(shù)；t——計算最高（底）溫度與架梁時溫度的差值。4.2.3梁體砼收縮徐變產(chǎn)生的墩頂位移梁體砼收縮徐變產(chǎn)生的墩頂位移，Δ3應(yīng)分別按鋼筋砼梁和預(yù)應(yīng)力砼梁計算，計算方法見《橋梁墩臺與基礎(chǔ)》P72~P73。4.2.4架梁時殘留的墩頂位移施工架梁過程中，墩頂在架梁施工荷載作用下會發(fā)生部分水平位移，規(guī)范規(guī)定，通過每個柔性墩單獨考慮可采用Δ4=0.3cm。以上四種墩頂位移為公路橋梁一般應(yīng)該考慮的項目，可結(jié)合實際取舍，確定墩頂發(fā)生的總水平位移Δ=Δ1+Δ2+Δ3+Δ4。4．3墩身內(nèi)力計算4.3.1墩頂水平位移產(chǎn)生的內(nèi)力計算前述墩頂產(chǎn)生的總水平位移Δ的水平力，y（墩頂至墩身某截面的距離）處截面彎矩為：My1=T1·y4.3.2順橋向風(fēng)力產(chǎn)生的內(nèi)力計算4.3.3墩頂偏心彎矩產(chǎn)生的內(nèi)力計算4.3.4墩頂軸向力產(chǎn)生的內(nèi)力計算4.3.5墩身日照產(chǎn)生的溫度內(nèi)力5．空心高墩的計算要點一般較高的橋墩，墩身截面尺寸受偏心距和壓應(yīng)力值的控制，但當(dāng)墩高超過30m時，墩身的穩(wěn)定和墩頂位移量成為墩身截面需要考慮的控制條件。高墩一般都采用砼或鋼筋砼空心結(jié)構(gòu)?？招亩帐强臻g板殼結(jié)構(gòu)，受力與實體墩有所不同，設(shè)計中在檢算強(qiáng)度、縱向彎曲穩(wěn)定、墩頂水平位移等項目時，應(yīng)考慮固端干擾力、局部穩(wěn)定、溫差等影響，還應(yīng)考慮脈動風(fēng)載引起的動力作用，即風(fēng)振問題。5．1固端干擾力空心墩身與基礎(chǔ)連接處，相當(dāng)于固端得邊界條件，對墩壁有約束作用，因而產(chǎn)生局部的縱向附加力和環(huán)向力，稱為固端干擾力。該應(yīng)力值較大，是空心高墩自有的受力特點所致，可用空間有限元法或殼