桥梁墩台计算

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1、12.2桥梁墩台的计算12.2.1重力式桥墩1．作用(荷载)及其组合在第一章总论里，已经对公路桥涵设计所用的作用（荷载）及其组合作了详细介绍，本节仅结合桥墩计算所应考虑的内容予以阐述。桥墩计算中考虑的永久作用为：·上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力，包括上部构造混凝土收缩及徐变作用；·桥墩自重，包括在基础襟边上的土重；·预加力，例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预加力；·基础变位作用，对于奠基于非岩石地基上的超静定结构，应当考虑由于地基压密等引起的支座长期变位的影响，并根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附

2、加内力；·水的浮力，基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。桥墩计算中考虑的可变作用为：·作用在上部结构的车道荷载，对于钢筋混凝土柱式墩台应计入冲击力，对于重力式墩

3、台则不计冲击力；·人群荷载；·作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力；·车道荷载制动力；·作用在墩身上的流水压力；·作用在墩身上的冰压力；·上部结构因温度变化对桥墩产生的附加力；·支座摩阻力。作用于桥墩上的偶然作用为：·地震作用；·作用在墩身上的船只或漂浮物的撞击作用。上述各种作用的计算方法可参见第一章相关内容和《桥规》（JTGD60）有关条文。重力式桥墩的作用效应组合主要与墩身所要验算的内容有关，例如，墩身截面的强度和偏心的验算，整个桥墩的纵向及横向稳定性验算等。应根据可能出现的各种作用情况进行最不利的作用效应组合

4、。其次，拱桥重力式桥墩与梁桥的除了有共同点之外，也还存在一些差异。例如拱桥不设活动支座因而没有支座摩阻力；但它要计及各种作用在拱座处产生的水平推力和弯矩。下面将按梁桥和拱桥分别列出它们可能的作用效应组合。（1）梁桥重力式桥墩1）第一种组合。按在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合。它是用来验算墩身强度和基底最大应力。因此，除了有关的永久作用外，应在相邻两跨满布可变作用的一种或几种（图12.32a）。Pk可变作用Pk可变作用qkqkFWh2NgkNQkNgkNQkNgkHNgkNQkFNgkNQkFWh1W

5、LFFWGGGɑ)b)c)图12.32梁桥桥墩的作用组合图示2）第二种组合。按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心距和最大弯矩的情况进行组合。它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的稳定性。属于这一组合的除了有关的永久作用外，应在相邻两孔的一孔上（当为不等跨桥梁时则在跨径较大的一孔上）布置可变作用的一种或几种，见图12.32b.3）第三种组合。按桥墩各截面在横桥方向上可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。它是用来验算在横桥方向上的a)墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩MrMtMMrMtb)gkM的稳定性

6、。属于这一组合的除了有关kGMgkHgkFbk的永久作用外，要注意将可变作用的HrHgkHtHgkNgkHgkHtHFbkHQkHr一种或几种偏置于桥面的一侧布置，NgkFwLhNQk此外还应考虑偶然作用中的船只或漂NFbkHFbkHFbkl浮物的撞击力等，见图12.32c.（2）拱桥重力式桥墩Q1）顺桥方向的作用及其效应组合。对于普通桥墩应为相邻两孔的永久图12.33不等跨拱桥桥墩受力作用，在一孔或跨径较大的一孔满布可变作用的一种或几种，如汽车制动力、纵向风力、温度作用等，并计及由此对桥墩产生不平衡水平推力、竖向

7、力和弯矩（图12.33）。对于单向推力墩则只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷载作用力。图12.33中的符号意义如下：G——桥墩自重；Q——水的浮力（仅在验算稳定时考虑）；Ngk，Ngk′——相邻两孔拱脚处因结构自重产生的竖向反力；NQk——与车道荷载及人群荷载产生的HQk最大值相对应的拱脚竖向反力，可按支点反力影响线求得；FhbkNFbk——由桥面处制动力Fbk引起的拱脚竖向反力，即NFbk=，其中h为桥l面至拱脚的高度，l为拱的计算跨径(图12.33b)；Hgk，Hgk′——不计弹性压缩时在拱脚处由结构自重引起

8、的水平推力；∆Hgk，∆Hgk′——由结构自重产生弹性压缩所引起的拱脚水平推力，方向与Hgk和Hgk′相反；HQk——在相邻两孔中较大的一孔上由车道荷载及人群荷载所引起的拱脚最大水平推力；HFbk——制动力引起在拱脚处的水平推力，按两个拱脚平均分配计算，即FbkH=；Fbk2Ht，Ht′——温度变化引起在拱脚处的水平推力（图示方向为温度上升，降温时则方向相反