桥梁墩台设计构造.ppt

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1、 第四篇第四篇 桥梁墩台桥梁墩台 一、一、概述概述 二、二、桥墩桥墩 三、三、桥台桥台 四、四、桥墩计算桥墩计算 五、五、桥台计算桥台计算一、概述一、概述 桥桥梁梁墩墩台台的的作作用用：承承受受桥桥跨跨结结构构传传来来的的荷荷载载，通通过过基基础础传传给给地地基基；桥桥梁梁墩墩台台必必须须具具有有足足够的够的强度强度和和稳定性稳定性 。桥梁墩台的桥梁墩台的类型类型：重力式重力式桥墩、桥台桥墩、桥台 轻型轻型桥墩、桥台桥墩、桥台 桥桥梁梁墩墩台台的的组组成成：墩墩（台台）帽帽、墩墩（台台）身身和和基础基础三部分组成。三部分组成。本本章章主主要要介介绍绍墩墩（台台）帽帽和和墩墩（台台）身身的相关知

2、识，基础部分在此不再赘述。的相关知识，基础部分在此不再赘述。1 1、桥梁墩台的一般构造及有关规定、桥梁墩台的一般构造及有关规定 1.1 1.1 桥梁墩台帽尺寸的拟定桥梁墩台帽尺寸的拟定 1.1.1 1.1.1 梁式桥的实体墩梁式桥的实体墩(台台)帽帽 墩墩(台台)帽帽厚厚度度一一般般不不小小于于4040厘厘米米,中中小小桥桥梁梁也也不不应应小小于于3030厘厘米米,并并应应有有5 51010厘厘米米的的檐檐口口,墩墩(台台)帽帽可可用用1515号号、2020号号钢钢筋筋混混凝凝土土或或混混凝凝土土做做成。成。1)1)墩墩(台台)帽平面尺寸帽平面尺寸 (1)(1)顺桥向墩帽最小宽度顺桥向墩帽最小

3、宽度 bf+a/2+a/2+2c bf+a/2+a/2+2c1 1+2c+2c2 2 f=e f=e0 0+e+e1 1+e+e1 1a/2+a/2a/2+a/2式中式中 f f：相邻两跨支座间的：相邻两跨支座间的中心距中心距 e e0 0 ：伸缩缝宽：伸缩缝宽 a a、a a：支座底板：支座底板顺桥向顺桥向宽度宽度 c c2 2：顺桥向支座：顺桥向支座边缘边缘至墩台身至墩台身边缘边缘最小距离最小距离 c c1 1：檐口宽度：檐口宽度 e e1 1、e e1 1 ：梁端梁端至至支座中心线支座中心线的长度的长度 支座边缘到支座边缘到墩（台）身墩（台）身边缘的最小距离边缘的最小距离(厘米厘米)距离

4、距离桥型桥型顺桥顺桥向向横桥向横桥向(圆圆弧形端头弧形端头)横桥向横桥向(矩矩形端头形端头)大桥大桥252525254040中桥中桥202020203030小桥小桥101015152020 当当采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土悬悬臂臂式式墩墩(台台)帽帽时时,最最小小距离为支座至距离为支座至墩墩(台台)帽帽边缘的距离。边缘的距离。桥桥规规对对这这个个最最小小距距离离所所作作的的规规定定，目目的是：的是：为为了了避避免免支支座座过过分分靠靠近近墩墩身身侧侧面面边边缘缘而而导致的导致的应力集中应力集中；为为了了提提高高混混凝凝土土的的局局部部抗抗压压强强度度以以及及考考虑施工误差和预留锚栓孔的要求。虑

5、施工误差和预留锚栓孔的要求。(2)(2)横桥向墩帽最小宽度横桥向墩帽最小宽度B BB=B=两边主梁中心距两边主梁中心距+支座底板横向宽度支座底板横向宽度 +2c +2c2 2 横桥向支座边缘至墩台身边缘最小距离横桥向支座边缘至墩台身边缘最小距离 +2c +2c1 1檐口宽度檐口宽度(3)(3)顺桥向台帽最小宽度顺桥向台帽最小宽度b b be be0 0+e+e1 1+a/2+c+a/2+c1 1+c+c2 2(4)(4)横桥向台帽最小宽度横桥向台帽最小宽度B B 由由桥面宽度桥面宽度、接线、接线路基宽度路基宽度等决定。等决定。2 2）实体墩、台帽顶支座下钢筋网的设置）实体墩、台帽顶支座下钢筋网

6、的设置 墩、台帽顶支座下应设置钢筋网墩、台帽顶支座下应设置钢筋网 第四篇第四篇 桥梁墩台桥梁墩台 一、一、概述概述 二、二、桥墩桥墩 三、三、桥台桥台 四、四、桥墩计算桥墩计算 五、五、桥台计算桥台计算 二、二、桥墩桥墩 2.1 2.1 梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩 重重力力式式桥桥墩墩由由：墩墩帽帽、墩墩身身、基基础础三三部部分组成。分组成。2.1.1 2.1.1 墩帽墩帽 常采用的材料：常采用的材料：C20C20混凝土、混凝土、88钢筋等。钢筋等。同同一一座座桥桥梁梁，若若相相邻邻两两孔孔支支座座高高度度不不同同，加设混凝土垫石调整加设混凝土垫石调整高程高程。2.1.2 2.1.2 墩身墩

7、身 常常采采用用1515号号片片石石混混凝凝土土或或浆浆砌砌块块石石及及料料石等。石等。桥桥规规规规定定重重力力式式桥桥墩墩墩墩身身顶顶宽宽：小小跨跨径径桥桥不不宜宜小小于于8080厘厘米米；中中等等跨跨径径桥桥不不宜宜小小于于100100厘厘米米；大跨径桥视上部构造而定。大跨径桥视上部构造而定。重力式桥墩可设计为重力式桥墩可设计为实心墩实心墩、空心墩空心墩。墩身四。墩身四周采用周采用3030：1 1或或2020：1 1（纵、横向）的侧坡，小跨（纵、横向）的侧坡，小跨径桥可做成竖直的。在一些高大的桥墩中，为减径桥可做成竖直的。在一些高大的桥墩中，为减少圬工体积、节约材料或减轻自重、降低基底承少

8、圬工体积、节约材料或减轻自重、降低基底承压应力，可设计为空心桥墩。压应力，可设计为空心桥墩。2.1.3 2.1.3 基础基础 设设置置在在天天然然地地基基上上的的桥桥墩墩基基础础采采用用1515号号或或1515号号以以上上片片石石混混凝凝土土，也也可可采采用用浆浆砌砌块块石石。若若采采用用桩桩基基或沉井，应根据具体情况进行设计。或沉井，应根据具体情况进行设计。沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩沉井桥墩 2.1.4 2.1.4 重力式桥墩的特点和适用范围重力式桥墩的特点和适用范围 靠靠自身的重量自身的重量来平衡外力，保证桥墩的强度和稳定性。来平衡外力，保证桥墩的强度和稳定性

9、。常用圬工材料建造，适用于常用圬工材料建造，适用于地基良好地基良好的大、中型桥梁。的大、中型桥梁。2.2 2.2 拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩 2.2.1 2.2.1 拱座拱座 梁梁桥桥桥桥墩墩的的顶顶面面要要设设置置传传力力的的支支座座，且且支支座座距距顶顶面面保保持持一一定定的的距距离离；而而无无支支架架吊吊装装的的拱拱桥桥桥桥墩墩则则在在其其顶顶面面的的边边缘缘设设置置呈呈倾倾斜斜面面的的拱拱座座，直直接接承承受受由由拱拱圈圈传传来来的的压压力力。故故无无铰铰拱拱的的拱拱座座总总是是设设计成与拱轴线成计成与拱轴线成正交正交的斜面。的斜面。2.2.2 2.2.2 拱座的位置拱座的位置 当当

10、桥桥墩墩两两侧侧孔孔径径相相等等时时，拱拱座座设设置置在在拱拱桥桥起起拱线标高上，有时考虑桥面的纵坡，两侧起拱线拱线标高上，有时考虑桥面的纵坡，两侧起拱线标高可以略有不同。标高可以略有不同。2.2.3 2.2.3 墩顶以上的构造墩顶以上的构造 对对于于实实腹腹式式拱拱桥桥，墩墩顶顶以以上上部部分分通通常常做做成成与与侧侧墙墙平平齐的形式。齐的形式。对对于于空空腹腹式式拱拱桥桥，墩墩顶顶以以上上部部分分通通常常采采用用立立柱柱加加盖盖梁式、横墙式或跨越式。梁式、横墙式或跨越式。重力式桥墩重力式桥墩重力式桥墩重力式桥墩钢筋混凝土重力式桥墩钢筋混凝土重力式桥墩钢筋混凝土重力式桥墩钢筋混凝土重力式桥墩

11、钢筋混凝土重力式桥墩钢筋混凝土重力式桥墩 2.3 2.3 梁桥轻型桥墩梁桥轻型桥墩 梁桥轻型桥墩的常见类型梁桥轻型桥墩的常见类型 钢钢筋筋混混凝凝土土薄薄壁壁桥桥墩墩、柱柱式式桥桥墩墩、柔柔性性排排架架桩桩墩墩等等。其其中中柱柱式式桥桥墩墩由由分分离离的的两两根根或或多多根根立立柱柱（或或桩桩柱柱）所所组组成成，是是公公路路桥桥梁梁中中采采用用较较多的桥墩型式之一。多的桥墩型式之一。轻型桥墩的特点轻型桥墩的特点 靠靠材材料料的的强强度度来来平平衡衡外外力力，刚刚度度较较小小，一一般般用用钢钢筋筋砼砼建建造造，适适用用于于地地基基较较差差的的桥桥位位。梁梁桥桥轻轻型型桥桥墩墩主主要要是是为为了了

12、减减轻轻地地基基负负担担，减减轻轻墩墩身重量，节约圬工材料。身重量，节约圬工材料。梁桥轻型桥墩梁桥轻型桥墩柱式桥墩柱式桥墩：墩身由分离的两根或多根立柱：墩身由分离的两根或多根立柱（桩柱）组成。（桩柱）组成。2.4 2.4 拱桥轻型桥墩拱桥轻型桥墩 拱拱桥桥轻轻型型桥桥墩墩，一一般般是是为为配配合合钻钻孔孔灌灌注注桩桩基基础的桩柱式桥墩。础的桩柱式桥墩。拱拱桥桥桩桩柱柱式式桥桥墩墩一一般般采采用用单单排排桩桩，跨跨径径在在40405050米米以以上上的的高高墩墩，可可采采用用双双排排桩桩，在在桩桩顶顶设设置置承承台台，与与墩墩柱柱联联成成整整体体。如如果果柱柱与与桩桩直直接接连连接接，则应在结合

13、处设置则应在结合处设置横系梁横系梁。拱桥是拱桥是有推力有推力的结构，常用桥墩型式有：的结构，常用桥墩型式有：普普通通墩墩：除除承承受受竖竖向向荷荷载载外外，一一般般不不承承受受恒恒载载水水平平推推力力，如如果果相相邻邻跨跨径径不不同同时时，可可承承受受少少量不平衡的水平推力。量不平衡的水平推力。制动墩制动墩：能承受单向的恒载水平推力。：能承受单向的恒载水平推力。拱桥轻型桥墩拱桥轻型桥墩带斜杆的带斜杆的单向推力墩单向推力墩和悬臂式和悬臂式单向推力墩单向推力墩。钢筋混凝土轻型桥墩钢筋混凝土轻型桥墩钢筋混凝土轻型桥墩钢筋混凝土轻型桥墩 第四篇第四篇 桥梁墩台桥梁墩台 一、一、概述概述 二、二、桥墩桥

14、墩 三、三、桥台桥台 四、四、桥墩计算桥墩计算 五、五、桥台计算桥台计算 三三 桥台桥台 桥台主要有桥台主要有重力式桥台重力式桥台、轻型桥台轻型桥台两类。两类。3.1 3.1 重力式桥台重力式桥台 重重力力式式桥桥台台：靠靠自自重重来来平平衡衡台台后后填填土土的的土土压力，台身多由圬工材料建造。压力，台身多由圬工材料建造。分类：分类：U U型台、八字台等。型台、八字台等。组成：组成：台帽台帽、台身台身、基础基础。常常用用的的重重力力式式桥桥台台为为U U型型桥桥台台：台台身身为为前前墙墙和两个和两个侧墙侧墙构成的构成的 U U 字型结构。字型结构。由由于于拱拱桥桥桥桥台台尚尚须须承承受受水水平

15、平推推力力，在在结结构构尺寸上比梁桥桥台尺寸上比梁桥桥台大大。结结构构尺尺寸寸：前前墙墙与与侧侧墙墙按按一一定定比比例例放放坡坡，台台身身与与路路基基同同宽宽，各各部部尺尺寸寸均均须须满满足足构构造造及及受受力力要要求求，具具体体可可参参见见桥桥规规及及墩墩台台与与基基础础之之规规定定。若若桥桥台台较较宽宽，须须按按挡挡土土墙墙计计算算其其受受力。力。台台后后填填土土：须须分分层层夯夯实实，透透水水性性好好，压压缩缩性小的砂性土，并做好性小的砂性土，并做好台后排水台后排水措施。措施。重重力力式式桥桥台台 3.2 3.2 轻型桥台轻型桥台 轻轻型型桥桥台台：利利用用钢钢筋筋砼砼结结构构的的抗抗弯

16、弯能能力力、整整体体刚刚度度和和材材料料强强度度承承受受外外力力，力力求求减减少少圬圬工工体体积积而而使使桥桥台台轻轻型型化化，节节省省材材料料，降降低低对对地地基基强度强度的要求，适用于地质不好或软土地基。的要求，适用于地质不好或软土地基。3.2.1 3.2.1 梁桥轻型桥台梁桥轻型桥台 分类：分类：肋板式肋板式桥台、桥台、桩柱式桩柱式桥台、桥台、埋置式埋置式桥台、钢筋混凝土桥台、钢筋混凝土薄壁薄壁桥台、桥台、加筋土加筋土桥台。桥台。组成：由组成：由台帽台帽、台身台身、基础基础三基本部分组三基本部分组成，其余部分由桥台类型决定。成，其余部分由桥台类型决定。3.2.2 3.2.2 拱桥轻型桥台

17、拱桥轻型桥台 拱桥轻型桥台利用拱桥轻型桥台利用台后填土台后填土的抗力来平衡拱的抗力来平衡拱推力，适用于推力，适用于小跨径小跨径拱桥。拱桥。分类：分类：组合式组合式桥台桥台、空腹式空腹式桥台桥台、齿槛式、齿槛式桥台。桥台。拱桥轻型桥台的组成拱桥轻型桥台的组成 组合式组合式桥台桥台：由台身和后座组成。：由台身和后座组成。空腹式空腹式桥台桥台：由前墙、后墙、基础板及撑墙：由前墙、后墙、基础板及撑墙组成。组成。齿槛式齿槛式桥台：桥台：由前墙、侧墙、底板及撑墙组由前墙、侧墙、底板及撑墙组成。成。组组合合式式桥桥台台：台台身身基基础础承承受受竖竖向向力力，一一般般采采用用桩桩基基或或沉沉井井基基础础；拱拱

18、的的水水平平推推力力由由后后座座基基底底的的摩摩阻阻力力及及台台后后的的土土侧侧压压力力平平衡衡。后后座座基基底底标标高高低低于于拱拱脚脚下下缘缘标标高高。台台身身与与后后座座间间应应密密切切贴贴合合，并并设设置置沉沉降降缝，以适应两者的不均匀沉降。缝，以适应两者的不均匀沉降。空空腹腹式式桥桥台台：前前墙墙承承受受拱拱圈圈传传来来的的荷荷载载，后后墙墙支支承承台台后后的的土土压压力力，在在前前、后后墙墙之之间间设设置置撑撑墙墙，作作为为传传力力构构件件。对对后后墙墙起起到到扶扶壁壁、对对基基础础起起到到加加劲劲作作用用。空空腹腹可可以以是是敞敞口口的的，也也可可以以是是封封闭闭的的。一一般般在

19、在软软土土地地基基、河河床床无无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用。冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用。齿齿槛槛式式桥桥台台：基基底底面面积积较较大大，可可支支承承一一定定的的垂垂直直压压力力；底底板板下下的的齿齿槛槛可可以以增增加加摩摩擦擦和和抗抗滑滑的的稳稳定定性性；台台背背做做成成斜斜挡挡板板，利利用用背背面面的的原原状状土土和和前前墙墙背背面面的的新新填填土土，共共同同平平衡衡拱拱的的水水平平推推力力；前前墙墙与与后后墙墙之之间间的的撑撑墙墙可可以以提提高高结结构构的的刚度。刚度。第四篇第四篇 桥梁墩台桥梁墩台 一、一、概述概述 二、二、桥墩桥墩 三、三、桥台桥台 四、四、桥墩

20、计算桥墩计算 五、五、桥台计算桥台计算四四 桥墩计算桥墩计算 4.1 4.1 荷载及其组合荷载及其组合 4.1.1 4.1.1 恒载恒载 1 1、上部构造的、上部构造的恒重恒重对墩帽或拱座产生的对墩帽或拱座产生的支承反力支承反力 2 2、桥墩自重、桥墩自重 3 3、预应力、预应力 4 4、基础变位影响力、基础变位影响力 5 5、水的浮力、水的浮力4.1.2 4.1.2 活载活载1 1、基本可变荷载、基本可变荷载汽汽车车荷荷载载（钢钢筋筋混混凝凝土土墩墩台台计计入入冲冲击击力力，重重力式墩台不计冲击力）力式墩台不计冲击力）挂车荷载挂车荷载人群荷载人群荷载2 2、其他可变荷载、其他可变荷载作用于上

21、部构造和墩身上的纵、横向作用于上部构造和墩身上的纵、横向风力风力汽车荷载引起的汽车荷载引起的制动力制动力墩身上的流冰压力墩身上的流冰压力 墩身上的冰压力墩身上的冰压力 上部构造因上部构造因温度变化温度变化对桥墩产生的水平力对桥墩产生的水平力 支座支座摩阻力摩阻力 3 3、偶然荷载偶然荷载 地震力地震力 作用于墩身上的船只或漂浮物的撞击力作用于墩身上的船只或漂浮物的撞击力 4.1.3 4.1.3 荷载组合荷载组合 1 1、梁桥重力式桥墩、梁桥重力式桥墩 组合组合1 1：按桥墩各截面上可能产生：按桥墩各截面上可能产生最大竖向最大竖向力力的情况进行组合。的情况进行组合。用来验算用来验算墩身强度墩身强

22、度和和基底最大应力。基底最大应力。桥规中的桥规中的组合组合或或组合组合 。组组合合2 2：按按桥桥墩墩各各截截面面在在顺顺桥桥方方向向上上可可能能产生产生最大偏心最大偏心和和最大弯矩最大弯矩的情况进行组合。的情况进行组合。用用来来验验算算墩墩身身强强度度、基基底底应应力力、偏偏心心及及桥桥墩的稳定性墩的稳定性。桥规中的桥规中的组合组合。组组合合3 3：按按桥桥墩墩各各截截面面在在横横桥桥方方向向上上可可能能产生产生最大偏心最大偏心和和最大弯矩最大弯矩的情况进行组合。的情况进行组合。用用来来验验算算横横桥桥方方向向的的墩墩身身强强度度、基基底底应应力力、偏心及桥墩的稳定性偏心及桥墩的稳定性。桥规

23、中的桥规中的组合组合、组合、组合 。2 2、拱桥重力式桥墩、拱桥重力式桥墩 顺桥顺桥方向的荷载及其组合方向的荷载及其组合 对对于于普普通通桥桥墩墩为为相相邻邻两两孔孔的的永永久久荷荷载载，在在一一孔孔或或跨跨径径较较大大的的一一孔孔满满布布基基本本可可变变荷荷载载的的一一种种或或几几种种，其其他他可可变变荷荷载载中中的的汽汽车车制制动动力力、纵纵向向风风力力、温温度度影影响响力力等等，并并由由此此对对桥桥墩产生不平衡水平推力、竖向力和弯矩。墩产生不平衡水平推力、竖向力和弯矩。对对于于单单向向推推力力墩墩，只只考考虑虑相相邻邻两两孔孔中中跨跨径较大一孔的永久荷载作用力。径较大一孔的永久荷载作用力

24、。横桥横桥方向的荷载及其组合方向的荷载及其组合 在在横横桥桥向向作作用用于于桥桥墩墩上上的的外外力力有有风风力力、流流水水压压力力、冰冰压压力力、船船只只或或漂漂浮浮物物撞撞击击力力或或地地震震力力等等。对对于于公公路路桥桥梁梁横横桥桥方方向向的的受受力力验验算算一一般般不控制设计不控制设计。4.2 4.2 重力式桥墩重力式桥墩计算计算 圬工桥墩圬工桥墩墩身强度验算墩身强度验算 对对于于较较矮矮的的桥桥墩墩一一般般验验算算墩墩身身的的底底截截面面和和墩墩身身的的突突变变处处截截面面；对对于于较较高高的的桥桥墩墩，由由于于危危险险截截面面不不一一定定在在墩墩身身底底部部，应应沿沿竖竖向向每每隔隔

25、2 23 3米米验算一个截面。验算一个截面。4.2.1 4.2.1 计算步骤计算步骤:内力计算内力计算 将作用于每个截面上的外力按将作用于每个截面上的外力按顺桥方向顺桥方向和和横横桥方向桥方向分别进行荷载组合，以求得相应的分别进行荷载组合，以求得相应的纵向力纵向力、水平力水平力和和弯矩弯矩。抗压强度的验算抗压强度的验算 对于对于轴心受压轴心受压和和偏心受压偏心受压的桥墩，可按桥的桥墩，可按桥规有关公式进行验算，如果不满足要求，应修规有关公式进行验算，如果不满足要求，应修改墩身截面尺寸，重新验算。改墩身截面尺寸，重新验算。偏心距的验算偏心距的验算 桥墩承受桥墩承受偏心受压荷载偏心受压荷载时，偏心

26、距不得时，偏心距不得超过规定的超过规定的容许值容许值。抗剪强度验算抗剪强度验算 当拱桥相邻两孔的推力不相等时，验算当拱桥相邻两孔的推力不相等时，验算拱座底截面的抗剪强度。拱座底截面的抗剪强度。4.2.2 4.2.2 墩顶水平位移验算墩顶水平位移验算 高度超过高度超过2020米的重力式桥墩应验算米的重力式桥墩应验算墩顶墩顶水平方向的弹性位移。水平方向的弹性位移。桥规规定墩顶端水平位移的容许限值为：桥规规定墩顶端水平位移的容许限值为：l l：相邻墩台间最小跨径长度，以米计。：相邻墩台间最小跨径长度，以米计。跨径小于跨径小于2525米按米按2525米计。米计。4.2.3 4.2.3 基础底面土的承载

27、力和偏心距的验算基础底面土的承载力和偏心距的验算1 1、基础底面土的承载力验算、基础底面土的承载力验算顺桥向：顺桥向：横桥向：横桥向：式中式中 maxmax：应力重分布后：应力重分布后基底最大压应力基底最大压应力 N N：作用于基础底面：作用于基础底面合力合力的的竖向分力竖向分力 a a、b b：横桥方向和顺桥方向基础底面积：横桥方向和顺桥方向基础底面积 的边长的边长 ：地基土壤的容许承载力：地基土壤的容许承载力 c cx x：顺桥方向顺桥方向验算时，基底受压面积在顺验算时，基底受压面积在顺 桥方向的长度桥方向的长度 c cy y：横桥方向横桥方向验算时，基底受压面积在横验算时，基底受压面积在

28、横 桥方向的长度桥方向的长度 e ex x、e ey y ：合力合力在在X X轴和轴和Y Y轴方向的轴方向的偏心距偏心距 2 2、基底偏心距验算、基底偏心距验算 在基础的纵向和横向，计算荷载偏心距应在基础的纵向和横向，计算荷载偏心距应满足规定。满足规定。式中式中 ：墩台基础底面的：墩台基础底面的核心半径核心半径 W W：墩台基础底面的：墩台基础底面的截面模量截面模量 A A：墩台基础底面的：墩台基础底面的面积面积 N N：作用于基底合力的：作用于基底合力的竖向分力竖向分力 M M：作用于墩台的水平力和竖向力：作用于墩台的水平力和竖向力 对基底形心轴的对基底形心轴的弯矩弯矩 4.2.4 4.2.

29、4 桥墩的整体稳定性验算桥墩的整体稳定性验算 1 1、倾覆稳定性验算、倾覆稳定性验算式中式中 M M稳稳：稳定力矩：稳定力矩 M M倾倾：倾覆力矩：倾覆力矩 P Pi i：作用于基底竖向力的总和：作用于基底竖向力的总和 (p (pi ie ei i)：作用于桥墩上各竖向力与它：作用于桥墩上各竖向力与它 们到基底形心轴距离的乘积们到基底形心轴距离的乘积 (T (Ti ih hi i)：作用于桥墩上各水平力与它：作用于桥墩上各水平力与它 们到基底距离的乘积们到基底距离的乘积 x x：基底截面重心：基底截面重心0 0至偏心方向截面至偏心方向截面 边缘的距离边缘的距离 e e0 0：所有外力的合力的竖

30、向分力对：所有外力的合力的竖向分力对 基底重心的偏心距基底重心的偏心距 2 2、滑动稳定性验算、滑动稳定性验算式中式中 Pi Pi：作用于基底各：作用于基底各竖向力竖向力的总和的总和 Ti Ti：作用于桥墩上各：作用于桥墩上各水平力水平力的总和的总和 f f：基础底面与地基土之间的：基础底面与地基土之间的摩擦系数摩擦系数 求得的倾覆与滑动稳定系数求得的倾覆与滑动稳定系数K K0 0、K Kc c均不得均不得小于小于规定的最小值规定的最小值。4.3 4.3 桩柱式桥墩桩柱式桥墩计算计算 桩柱式桥墩的计算包括桩柱式桥墩的计算包括盖梁盖梁和和桩身桩身。4.3.1 4.3.1 盖梁计算盖梁计算 桩桩柱

31、柱式式桥桥墩墩的的盖盖梁梁，对对双双柱柱式式桥桥墩墩，当当盖盖梁梁的的刚刚度度与与桩桩柱柱的的刚刚度度比比大大于于5 5时时，一一般般忽忽略略桩桩柱柱对对盖盖梁梁的的弹弹性性约约束束，近近似似地地按按双双悬悬臂臂梁梁计计算算；对对于于多多柱柱式式或或多多桩桩式式桥桥墩墩，近近似似地地按按多多跨跨连连续续梁梁计计算算；当当桥桥墩墩承承受受较较大大横横向向力力时时，则则盖盖梁应作为梁应作为横向刚架横向刚架的一部分进行验算。的一部分进行验算。盖梁计算内容：盖梁计算内容：1 1、恒载恒载及其内力计算及其内力计算2 2、活载活载及其内力计算及其内力计算3 3、施工吊装荷载施工吊装荷载及其内力计算及其内力

32、计算4 4、荷载组合荷载组合及其内力包络图及其内力包络图5 5、配筋配筋计算计算 4.3.2 4.3.2 桩身计算桩身计算 桩桩墩墩一一般般分分为为刚刚性性桩桩墩墩和和柔柔性性桩桩墩墩两两种种。刚刚性性桩桩墩墩的的计计算算方方法法与与重重力力式式桥桥墩墩相相似似；柔柔性性桩桩墩墩需需要要从从整整个个桥桥梁梁体体系系的的分分析析来来确确定定各各桥桥墩墩的受力。的受力。柔性桩墩（多跨铰接刚架）的计算：柔性桩墩（多跨铰接刚架）的计算：1 1、基本假定、基本假定 1 1）柔柔性性桩桩墩墩作作为为下下端端固固结结、上上端端铰铰结结的的超静定梁；超静定梁；2 2）作用于墩顶的竖向力、不平衡弯矩以及）作用于

33、墩顶的竖向力、不平衡弯矩以及由温度力、制动力等由温度力、制动力等水平力水平力所引起的墩顶位移，所引起的墩顶位移，先分别进行力学分析，然后进行内力跌加，不计先分别进行力学分析，然后进行内力跌加，不计这些力的相互作用影响。这些力的相互作用影响。3 3）计算）计算制动力制动力时，各墩台受力按墩顶抗推时，各墩台受力按墩顶抗推刚刚度分配度分配，在计算，在计算土压力土压力时，如设有实体刚性墩台，时，如设有实体刚性墩台，则由岸墩承受土压力，并假定此时各个桩顶所受则由岸墩承受土压力，并假定此时各个桩顶所受到的水平力将经各支座直接传递到对岸，为对岸到的水平力将经各支座直接传递到对岸，为对岸土抗力平衡，其余个柔性

34、墩均不考虑受力。土抗力平衡，其余个柔性墩均不考虑受力。4 4）计计算算温温度度变变形形时时，桩桩墩墩对对梁梁产产生生的的弹弹性性拉拉伸伸或或压压缩缩影影响响忽忽略略不不计计，而而只只计计桩桩墩墩顶顶部部水水平力平力对桩墩所引起对桩墩所引起弯矩弯矩的影响。的影响。2 2、计算步骤、计算步骤 1 1）抗推刚度抗推刚度的计算的计算 K Ki=1/=1/i 当墩柱下端当墩柱下端固定固定在基础或承台顶面时在基础或承台顶面时 i=l=li3 3/3E/3EI I 当当考考虑虑桩桩侧侧土土的的弹弹性性抗抗力力时时，i按按桩桩基基础公式计算。础公式计算。式中式中i i：单位水平力作用在第：单位水平力作用在第i

35、 i柔性墩顶产生柔性墩顶产生 的水平位移（的水平位移（m/KNm/KN）l li i：第：第i i柔性墩柱下端固着处到墩顶的高度柔性墩柱下端固着处到墩顶的高度 （mm）I I：墩身横截面对形心轴的惯性矩（：墩身横截面对形心轴的惯性矩（mm4）2 2）墩顶）墩顶制动力制动力的计算的计算 H HiTiT=K Ki iT T/K Ki i H HiTiT：作用在第：作用在第i i墩台的制动力（墩台的制动力（KNKN）T T：全桥或第一联承受的制动力（：全桥或第一联承受的制动力（KNKN）墩顶水平位移墩顶水平位移iTiT为：为：iT=H HiT/K/Ki3 3）梁的）梁的温度温度变形引起的变形引起的水

36、平力水平力计算计算各墩顶由温度引起的水平位移为：各墩顶由温度引起的水平位移为：it it=tx=txi i各排架桩顶所受的温度力：各排架桩顶所受的温度力：H Hit it=K=Ki i it it墩顶发生的水平位移为：墩顶发生的水平位移为：i i=iTiT+it it相应的水平力为：相应的水平力为：H Hi i=K=Ki i i i=H=HiTiT+H+Hit it4 4）由由于于墩墩顶顶产产生生的的水水平平位位移移i、竖竖向向力力N引引起起墩内墩内弯矩弯矩而产生的而产生的水平反力水平反力 H HNN=-5 N=-5 Ni i/4 l/4 li i5）由于墩顶）由于墩顶偏心弯矩偏心弯矩MM0

37、0而产生的而产生的水平反力水平反力 H HM0M0=-1.5 M=-1.5 M0 0/l/li i 作用在一个墩顶的各项水平力计算完成后，作用在一个墩顶的各项水平力计算完成后，便可根据便可根据最不利最不利荷载情况进行组合，柱墩按荷载情况进行组合，柱墩按柱顶柱顶处的水平力、竖向力及弯矩验算各处的水平力、竖向力及弯矩验算各截面强度截面强度和和稳稳定性定性。排架排架应考虑桩侧土的弹性抗力，按应考虑桩侧土的弹性抗力，按弹性地弹性地基梁基梁法进行内力计算和截面强度、稳定性、桩的法进行内力计算和截面强度、稳定性、桩的入土深度等项目的验算。另外，柔性排架墩在入土深度等项目的验算。另外，柔性排架墩在横横桥向桥

38、向是一个是一个多跨刚架多跨刚架，横桥向水平荷载不大，一，横桥向水平荷载不大，一般不控制设计，般不控制设计，可不作验算可不作验算。第四篇第四篇 桥梁墩台桥梁墩台 一、一、概述概述 二、二、桥墩桥墩 三、三、桥台桥台 四、四、桥墩计算桥墩计算 五、五、桥台计算桥台计算五五 桥台计算桥台计算 5.1 5.1 重力式桥台的计算重力式桥台的计算 5.1.1 5.1.1 重力式桥台的计算特点重力式桥台的计算特点 计计算算重重力力式式桥桥台台所所考考虑虑的的荷荷载载与与重重力力式式桥桥墩墩计计算算基基本本一一样样，不不同同的的是是：对对于于桥桥台台需需计计入入车车辆辆荷荷载载引引起起的的土土侧侧压压力力，而

39、而不不计计纵纵、横横向向风风力力、流流水水压压力力、冰冰压压力力、船船只只或或漂漂浮浮物物的的撞撞击击力力。另另外外，桥桥台台的的强强度度、偏偏心心距距和和稳稳定定性性的的验验算也与桥墩基本相同，但只作算也与桥墩基本相同，但只作顺桥方向的验算顺桥方向的验算。5.1.2 5.1.2 重力式桥台计算的荷载组合重力式桥台计算的荷载组合 1 1、梁桥、梁桥重力式桥台的荷载组合重力式桥台的荷载组合 车辆荷载车辆荷载的布置：的布置：1 1）车辆荷载仅布置在台后填土的）车辆荷载仅布置在台后填土的破坏棱体破坏棱体上上 2 2）车辆荷载仅布置在）车辆荷载仅布置在桥跨结构桥跨结构上上 3 3）车车辆辆荷荷载载同同

40、时时布布置置在在桥桥跨跨结结构构和和破破坏坏棱棱体体上。上。台台后后的的土土侧侧压压力力，一一般般按按主主动动土土压压力力计计算算，大大小与土的压实程度有关。小与土的压实程度有关。2 2、拱桥重力式桥台的荷载组合、拱桥重力式桥台的荷载组合 车辆荷载车辆荷载的布置：的布置：1）桥桥上上满满布布车车辆辆荷荷载载，使使拱拱脚脚水水平平推推力力达到最大值；达到最大值；2）在台后）在台后破坏棱体破坏棱体上布置车辆荷载。上布置车辆荷载。台台后后的的土土侧侧压压力力，一一般般按按主主动动土土压压力力计计算算，大小与土的压实程度有关。大小与土的压实程度有关。5.2 5.2 桩长计算桩长计算 计算步骤计算步骤

41、1 1、利利用用上上部部计计算算结结果果，计计算算单单桩桩桩桩顶顶外外力力P P；2 2、假定桩长假定桩长L L，计算，计算单桩容许承载力单桩容许承载力PP；3 3、比比较较单单桩桩桩桩顶顶外外力力P与与单单桩桩容容许许承承载载力力P的大小：的大小：若若满满足足P P P P，且且相相差差不不大大时时，可可确确定定设计桩长为假定桩长设计桩长为假定桩长L；若若不不满满足足P P P P，则则加加长长桩桩长长或或加加大大桩桩径，重新进行试算，确定设计桩长径，重新进行试算，确定设计桩长L；若若满满足足P P P P，但但相相差差较较大大时时，可可减减短短桩桩长长或或减小桩径，重新进行试算，确定设计桩

42、长减小桩径，重新进行试算，确定设计桩长L；计算公式计算公式 P=1/2 P=1/2（ULULP P+A+AR R）式中式中 PP：单桩轴向受压：单桩轴向受压容许承载力容许承载力（KNKN）当按钻孔桩桩周土的极限摩阻力当按钻孔桩桩周土的极限摩阻力i i值值 计算时，在局部冲刷线以下时，桩身计算时，在局部冲刷线以下时，桩身 重力的重力的1/21/2作为外力考虑。作为外力考虑。U U：桩的周长（：桩的周长（mm）按）按成孔直径成孔直径计算计算 L L：桩在：桩在局部冲刷线局部冲刷线以下的以下的有效长度有效长度（mm）P：桩壁桩壁土的土的平均极限摩阻力平均极限摩阻力(KpKpa)A A：桩底桩底横截面

43、面积横截面面积(mm 2)，采用，采用设计直径设计直径R：桩尖桩尖处土的处土的极限承载力极限承载力（KpKpa）p p=i i L L i i/L/L n n：土层的层数：土层的层数 L Li i：承台底面或冲刷线以下各土层厚度（：承台底面或冲刷线以下各土层厚度（m m）i i：与：与L Li i对应的各土层与桩壁的极限摩阻力对应的各土层与桩壁的极限摩阻力(KpaKpa)i=1i=1n nR R=2m=2m0 00 0+k+k2 22 2（h-3h-3）0 0：桩尖桩尖处土的处土的容许承载力容许承载力（KpaKpa）h h：桩尖的：桩尖的埋置深度埋置深度（mm）h h的计算值不大于的计算值不大

44、于4040米，当大于米，当大于4040米时，米时，按按4040米计算。米计算。k k2 2：地面土容许承载力（：地面土容许承载力（KpaKpa）2 2：桩尖：桩尖以上土的以上土的容重容重（KN/mKN/m3 3）：修正系数：修正系数mm0 0：清底系数：清底系数本章主要学习内容：本章主要学习内容：1 1、桥梁墩台的作用、类型和组成、桥梁墩台的作用、类型和组成2 2、墩台的一般构造及有关规定墩台的一般构造及有关规定3 3、梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩组成、特点组成、特点4 4、拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩组成、特点组成、特点5 5、梁桥轻型桥墩梁桥轻型桥墩类型、类型、特点特点6 6、拱桥轻型桥墩

45、类型、拱桥轻型桥墩类型、特点特点7 7、桥台的分类桥台的分类8 8、拱桥轻型桥台拱桥轻型桥台组成、特点组成、特点9 9、桥墩计算内容、盖梁计算内容、桥墩计算内容、盖梁计算内容1010、桥墩计算荷载组合、桥墩计算荷载组合11 11、梁桥重力式桥墩计算（荷载及其组合）、梁桥重力式桥墩计算（荷载及其组合）1212、拱桥重力式桥墩计算（荷载及其组合）、拱桥重力式桥墩计算（荷载及其组合）1313、桩身计算、桩身计算1414、重力式桥台的计算、重力式桥台的计算1515、梁桥重力式桥台的荷载组合、梁桥重力式桥台的荷载组合1616、拱桥重力式桥台的荷载组合、拱桥重力式桥台的荷载组合1717、桩长计算、桩长计算

46、第一节上承式拱桥的设计与构造第一节上承式拱桥的设计与构造8 8、桁式组合拱的构造：、桁式组合拱的构造：（1 1）特点；）特点；（2 2）组成；）组成；9 9、刚架拱桥的构造：、刚架拱桥的构造：（1 1）特点；）特点；（2 2）组成；）组成；1010、拱铰的类型及构造：（、拱铰的类型及构造：（1 1）弧形铰；（）弧形铰；（2 2）平铰；）平铰；（3 3）不完全铰；（）不完全铰；（4 4）铅垫铰；）铅垫铰；1111、实腹式拱上建筑构造、实腹式拱上建筑构造1212、空腹式拱上建筑构造：（、空腹式拱上建筑构造：（1 1）拱式腹孔；（）拱式腹孔；（2 2）梁式腹孔；）梁式腹孔；（3 3）腹孔的布置；）腹孔的布置；1313、伸缩缝和变形缝：、伸缩缝和变形缝：（1 1）联合作用；（）联合作用；（2 2）构造；）构造；1414、拱桥桥墩类型和构造：（、拱桥桥墩类型和构造：（1 1）重力式墩；（）重力式墩；（2 2）轻型桥墩；）轻型桥墩；1515、拱桥桥台类型和构造：（、拱桥桥台类型和构造：（1 1）重力式）重力式U U型桥台；型桥台；（2 2）轻型桥台；（）轻型桥台；（3 3）组合桥台；）组合桥台；1616、弯坡斜拱桥的构造特点：、弯坡斜拱桥的构造特点：（1 1）弯拱桥；（）弯拱桥；（2 2）坡拱桥；）坡拱桥；（3 3）斜拱桥；）斜拱桥；