桥墩设计计算学习教案.pptx

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1、桥墩桥墩(qiodn)设计计算设计计算第一页，共32页。一、墩台一、墩台(dn ti)的内力的内力计算计算第1页/共31页第二页，共32页。表1 墩身底竖向荷载(hzi)效应标准值上部结构上部结构墩帽与墩身墩帽与墩身汽车荷载汽车荷载人群荷载人群荷载Rl（kN)Rr（kN)自重（自重（kN)纵向偏心弯矩（纵向偏心弯矩（kNm）横向偏心弯矩（横向偏心弯矩（kNm）第2页/共31页第三页，共32页。1、上部结构(jigu)n每孔上部结构自重NG1 n n片主梁重量+桥面(qio min)铺装重量+人行道、栏杆及缘石重量n自重(zzhng)反力 n Rl=Rr=0.5 NG1第3页/共31页第四页，共

2、32页。2、墩帽和墩身自重(zzhng)第4页/共31页第五页，共32页。3、汽车(qch)荷载及人群荷载n两跨有荷载，在右跨左支点(zhdin)处设集中荷载Pkn左反力 Rl=20.5qkl0n 右反力Rr=20.5qkl0+21.2Pkn顺桥向偏心(pinxn)弯矩n横桥向偏心(pinxn)弯矩n人群荷载作用下的左右反力第5页/共31页第六页，共32页。公路桥墩活载布置公路桥墩活载布置公路桥墩活载布置公路桥墩活载布置(bzh)(bzh)图式图式图式图式第6页/共31页第七页，共32页。表2 墩身底风荷载和制动力(dngl)效应标准值风荷载风荷载制动力制动力上部上部墩帽墩帽墩身墩身横向力（横

3、向力（kN)横向弯矩（横向弯矩（kNm)纵向力（纵向力（kN)纵向弯矩（纵向弯矩（kNm)第7页/共31页第八页，共32页。4、风荷载(hzi)n横桥向：上部结构(jigu)、墩帽及墩身风荷载及产生的弯矩n顺桥向：墩帽及墩身风荷载及产生的弯矩第8页/共31页第九页，共32页。5、纵向(zn xin)力n汽车荷载(hzi)制动力：加载长度上总重力的10%，但公路-I级汽车荷载(hzi)n 的制动力标准值不得小于165kN。n制动力(dngl)对墩身底纵向弯矩=制动力(dngl)对墩身底力臂第9页/共31页第十页，共32页。表3 基底(j d)竖向荷载效应标准值上部结构上部结构墩帽墩身墩帽墩身基础

4、基础汽车荷载汽车荷载人群荷载人群荷载竖向力（竖向力（kN)纵向偏心弯矩（纵向偏心弯矩（kNm）横向偏心弯矩（横向偏心弯矩（kNm）第10页/共31页第十一页，共32页。表4 基底风荷载和制动力(dngl)效应标准值风荷载风荷载制动力制动力上部上部墩帽墩帽墩身墩身横向力（横向力（kN)横向弯矩（横向弯矩（kNm)纵向力（纵向力（kN)纵向弯矩（纵向弯矩（kNm)第11页/共31页第十二页，共32页。二、墩台二、墩台(dn ti)的验算的验算内容内容第12页/共31页第十三页，共32页。墩身验算(yn sun)（1）n受压承载力验算(yn sun)0 结构重要性系数 Nd 竖向力设计值；kN 受压

5、构件承载力影响系数（考虑偏心率和长细比）A 墩身截面面积（墩底）;m2 fcd 砌体(q t)或混凝土抗压强度设计值，MPa。第13页/共31页第十四页，共32页。墩身验算(yn sun)（2）n偏心距验算n n ex横桥向的偏心距=横桥向弯矩/竖向力；n ey纵桥向的偏心距=纵桥向弯矩/竖向力n s截面重心至偏心方向(fngxing)截面边缘距离；s=R/cos n =arctg(ex/ey）n 第14页/共31页第十五页，共32页。荷载(hzi)组合组合1：顺桥向可能产生的最大偏心(pinxn)和最大弯矩不计横向风荷载弯矩组合2：横桥向可能产生的最大偏心(pinxn)和最大弯矩不计纵向风荷

6、载弯矩n竖向力最大（1.2NG）n偏心(pinxn)最大（1.0NG）组合3：顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计横向风荷载弯矩组合4：横桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计纵向风荷载弯矩第15页/共31页第十六页，共32页。基底(j d)应力验算n荷载组合I：永久荷载、汽车荷载、人群荷载组合；n荷载组合II：除上述(shngsh)荷载外，尚计入风荷载和制动力。n每个荷载组合时，地基土的承载力可按纵桥向和横桥向分别计算。第16页/共31页第十七页，共32页。抗倾覆(qngf)稳定性验算nK0 抗倾覆稳定系数；n y 基底截面重心(zhngxn)轴至截面最大受压边缘的距离；ne0 所有外力合力

7、对基底重心(zhngxn)的偏心距。n 荷载组合(zh)II纵向受力验算第17页/共31页第十八页，共32页。抗滑动(hudng)稳定性验算n Kc 抗滑动稳定系数；n 基础底面与地基(dj)土之间的摩擦系数；nNi 竖向力总和；nTi 水平力总和。荷载组合II纵向(zn xin)受力验算第18页/共31页第十九页，共32页。习题(xt)n梁桥上部结构标准跨径30m，计算(j sun)跨径29.5m，双车道净宽7m，两边人行道宽各1.0m。每孔上部结构自重4583.868kN，墩帽墩身自重2043.300kN，基础自重560.400kN。公路I级汽车荷载，人群荷载3.0kN/m2。制动力标准值

8、165kN，其对墩身底弯矩为1076.46kNm。第19页/共31页第二十页，共32页。习题(xt)答案（1）公路(gngl)-I级汽车荷载均布荷载 qk=10.5kN/m 集中荷载 Pk=278kN左反力 Rl=0.5210.529.5=309.750kN右反力 Rr=309.750+21.2278=976.950kN纵向偏心弯矩 M=（976.950-309.750）（0.5/2）=166.800kNm横向偏心弯矩 M=（976.950+309.750）0.55=707.690kNm（2）人群荷载 Rl=Rr=3.0 1 29.520.5=88.5kN一、内力(nil)计算第20页/共31

9、页第二十一页，共32页。表1 墩身底竖向荷载(hzi)效应标准值上部结构上部结构墩帽与墩身墩帽与墩身汽车荷载汽车荷载人群荷载人群荷载Rl（kN)2291.934309.75088.5Rr（kN)2291.934976.95088.5自重（自重（kN)2043.300纵向偏心弯矩（纵向偏心弯矩（kNm）166.800横向偏心弯矩（横向偏心弯矩（kNm）707.690第21页/共31页第二十二页，共32页。表2 墩身底风荷载和制动力(dngl)效应标准值风荷载风荷载制动力制动力上部上部墩帽墩帽墩身墩身横向力（横向力（kN)84.9570.3073.681横向弯矩（横向弯矩（kNm)641.1701

10、.91810.477纵向力（纵向力（kN)6.49777.959165纵向弯矩（纵向弯矩（kNm)40.606232.3631076.46第22页/共31页第二十三页，共32页。二、墩身验算 组合(zh)1（不计横向风荷载）竖向力 纵向弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=990.766/9952.222=0.0996m=99.6mm ey=Md,l/Nd=1498.557/9952.222=0.151m=151mm第23页/共31页第二十四页，共32页。组合2（不计纵向风荷载）竖向力 纵向弯矩 横向(hn xin)弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=1565.903/9952.222

11、=0.157m=157mm ey=Md,l/Nd=1439.155/9952.222=0.145m=145mm第24页/共31页第二十五页，共32页。组合3（不计横向风荷载）竖向力 纵向(zn xin)弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=990.766/8626.788=0.1148m=114.8mm ey=Md,l/Nd=1498.557/8626.788=0.1737m=173.7mm第25页/共31页第二十六页，共32页。组合4（不计纵向(zn xin)风荷载）竖向力 纵向(zn xin)弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=1565.903/8626.788=0.18

12、15m=181.5mm ey=Md,l/Nd=1439.155/8626.788=0.1668m=166.8mm第26页/共31页第二十七页，共32页。表3 基底竖向荷载(hzi)效应标准值上部结构上部结构墩帽墩身墩帽墩身基础基础汽车荷载汽车荷载人群荷载人群荷载合计合计竖向力（竖向力（kN)4583.8682043.300560.4001286.700177.000纵向偏心弯矩纵向偏心弯矩（kNm）166.800横向偏心弯矩横向偏心弯矩（kNm）707.690第27页/共31页第二十八页，共32页。表4 基底(j d)风荷载和制动力效应标准值风荷载风荷载制动力制动力合计合计上部上部墩帽墩帽墩身墩身横向力（横向力（kN)84.9570.3073.681横向弯矩（横向弯矩（kNm)726.1272.22614.158纵向力（纵向力（kN)6.49777.959165纵向弯矩（纵向弯矩（kNm)47.103310.3221241.378第28页/共31页第二十九页，共32页。抗倾覆(qngf)稳定性验算ny=2.3/2=1.15m 符合规定第29页/共31页第三十页，共32页。抗滑动(hudng)稳定性验算符合规定第30页/共31页第三十一页，共32页。感谢您的观看(gunkn)。第31页/共31页第三十二页，共32页。