1、【模塊編號】MU-09-02MU-09-02Modular Unit-0902 墩墩 臺臺 計計 算算【模塊編號】MU-09-02MU-09-02主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容1、作 用 及 其 組 合2、重 力 式 橋 墩 的 計 算3、重 力 式 橋 臺 的 計 算 特 點4、樁 柱 式 橋 墩 計 算 簡 介【模塊編號】MU-09-02MU-09-021 、作用及其組合、作用及其組合橋墩計算時應(yīng)考慮的作用：橋墩計算時應(yīng)考慮的作用：11、永久作用、永久作用12 、可變作用、可變作用13 、偶然作用、偶然作用作用的組合作用的組合14 、梁橋重力式橋墩的作用組合、梁橋重力式橋墩的作用組合15 、拱橋重

2、力式橋墩的作用組合、拱橋重力式橋墩的作用組合【模塊編號】MU-09-02MU-09-0211、永久作用、永久作用1、恒載產(chǎn)生的支承反力、恒載產(chǎn)生的支承反力作用于墩帽、拱座；作用于墩帽、拱座；含上部砼的收縮、徐變影響力；含上部砼的收縮、徐變影響力；2、橋墩自重、橋墩自重含襟邊以上的土重力含襟邊以上的土重力3、預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力指施加了預(yù)應(yīng)力的橋墩指施加了預(yù)應(yīng)力的橋墩【模塊編號】MU-09-02MU-09-0211、永久作用續(xù)）、永久作用續(xù)）4、基礎(chǔ)變位作用、基礎(chǔ)變位作用對于超靜定結(jié)構(gòu)而言；對于超靜定結(jié)構(gòu)而言；長期長期 荷載下的地基壓縮非巖基）；荷載下的地基壓縮非巖基）；5、浮力、浮力透水性地基上必須

3、計入；透水性地基上必須計入；不透水地基且為嵌入式基礎(chǔ)，可不計；不透水地基且為嵌入式基礎(chǔ)，可不計；不能肯定時，分別計算并比較，取不利者；不能肯定時，分別計算并比較，取不利者；最不利組合原則：最不利組合原則： 穩(wěn)定驗算穩(wěn)定驗算高水位浮力；高水位浮力； 基地應(yīng)力驗算基地應(yīng)力驗算低水位浮力。低水位浮力?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0212、可變作用、可變作用1、汽車、汽車鋼砼柱式墩臺計沖擊作用，重力式不計沖擊；鋼砼柱式墩臺計沖擊作用，重力式不計沖擊；3、人群、人群4、風(fēng)力、風(fēng)力縱、橫向，上、下部；縱、橫向，上、下部；5、制動力、制動力汽車汽車6、流水壓力、流水壓力7、流冰壓力、流冰壓力寒冷

4、地區(qū)寒冷地區(qū)8、上部梁端伸縮溫變對墩臺產(chǎn)生的水平力、上部梁端伸縮溫變對墩臺產(chǎn)生的水平力9、支座摩阻、支座摩阻【模塊編號】MU-09-02MU-09-0213 、偶然作用、偶然作用1、地震力、地震力抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)從規(guī)范?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)從規(guī)范。2、船只或漂流物的撞擊力、船只或漂流物的撞擊力 與防護(hù)措施有關(guān)與防護(hù)措施有關(guān)船只撞擊與航道等級有關(guān)，船只撞擊與航道等級有關(guān)，流冰撞擊嚴(yán)寒區(qū)，流冰撞擊嚴(yán)寒區(qū)，其它漂流物撞擊特殊要求）其它漂流物撞擊特殊要求）3、汽車撞擊、汽車撞擊下部結(jié)構(gòu)不考慮汽車撞擊下部結(jié)構(gòu)不考慮汽車撞擊【模塊編號】MU-09-02MU-09-021-4 、梁橋重力式橋墩的作用效應(yīng)組合、梁橋重力式

5、橋墩的作用效應(yīng)組合1）1、按橋墩各截面、按橋墩各截面 可能產(chǎn)生的最大豎向力可能產(chǎn)生的最大豎向力布載：布載： 1驗算目的：驗算目的：墩身強度墩身強度基地最大應(yīng)力；基地最大應(yīng)力； 2布載基本原則：布載基本原則：永久荷載永久荷載雙側(cè)滿布活載；雙側(cè)滿布活載；Pk位于墩頂截面重心位于墩頂截面重心最大豎向力最大豎向力雙側(cè)滿布活載雙側(cè)滿布活載【模塊編號】MU-09-02MU-09-021-4 、梁橋重力式橋墩的荷作用效應(yīng)組、梁橋重力式橋墩的荷作用效應(yīng)組合合2）2、按橋墩各截面、按橋墩各截面 在縱橋向可能產(chǎn)生的最大偏在縱橋向可能產(chǎn)生的最大偏心、最大彎矩豎布載：心、最大彎矩豎布載： 1驗算目的：驗算目的：墩身強

6、度、墩身強度、基地應(yīng)力、基地應(yīng)力、偏心驗算、偏心驗算、墩身穩(wěn)定性墩身穩(wěn)定性 2布載基本原則：布載基本原則：永久荷載永久荷載活載靠邊單側(cè)大跨一側(cè)滿布；活載靠邊單側(cè)大跨一側(cè)滿布；其它縱向力按規(guī)范組合其它縱向力按規(guī)范組合風(fēng)力、制動力、摩阻力等風(fēng)力、制動力、摩阻力等最大縱向偏載最大縱向偏載單側(cè)滿布活載單側(cè)滿布活載【模塊編號】MU-09-02MU-09-021-4 、梁橋重力式橋墩的荷作用效應(yīng)組、梁橋重力式橋墩的荷作用效應(yīng)組合合3）3、按橋墩各截面、按橋墩各截面 在橫橋向可能產(chǎn)生的最大偏心、最大彎矩豎布載：在橫橋向可能產(chǎn)生的最大偏心、最大彎矩豎布載： 1驗算目的驗算目的橫橋向的相關(guān)指標(biāo)：橫橋向的相關(guān)指標(biāo)

7、：墩身強度、基地應(yīng)力、偏心驗算、墩身穩(wěn)定性；墩身強度、基地應(yīng)力、偏心驗算、墩身穩(wěn)定性； 2布載基本原則：布載基本原則：永久荷載永久荷載活載靠行車道邊布置；也有可能在無活載時橫向最不穩(wěn)定！活載靠行車道邊布置；也有可能在無活載時橫向最不穩(wěn)定！其它橫向力按規(guī)范組合：橫向風(fēng)力、流水流冰壓力、其它橫向力按規(guī)范組合：橫向風(fēng)力、流水流冰壓力、撞擊力等。撞擊力等?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0215 、拱橋重力式橋墩的作用組合、拱橋重力式橋墩的作用組合1）1、順橋向作用組合、順橋向作用組合1普通墩普通墩驗算目的、布載原理與梁橋相同；驗算目的、布載原理與梁橋相同；與梁橋的主要區(qū)別：與梁橋的主要區(qū)別：

8、由于推力的存在，使偏載機會大增；由于推力的存在，使偏載機會大增；多為超靜定結(jié)構(gòu)，引起附加反力溫變等的因素必多為超靜定結(jié)構(gòu)，引起附加反力溫變等的因素必須考慮；須考慮；凡引起上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的因素，都須考慮其在下部凡引起上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化的因素，都須考慮其在下部產(chǎn)生的不平衡推力；產(chǎn)生的不平衡推力；【模塊編號】MU-09-02MU-09-0215 、拱橋重力式橋墩的作用組合、拱橋重力式橋墩的作用組合2）2） 單向推力墩單向推力墩僅計及較大一孔的永久荷載；不計活載作用。僅計及較大一孔的永久荷載；不計活載作用。2、橫橋向的作用組合、橫橋向的作用組合對于公路橋梁，由于拱橋存在較大的水平對于公路橋梁，由于拱橋

9、存在較大的水平推力，故橫橋向一般不控制設(shè)計。推力，故橫橋向一般不控制設(shè)計。 必要時，其橫向荷載組合與梁橋同。必要時，其橫向荷載組合與梁橋同?！灸K編號】MU-09-02MU-09-02作用效應(yīng)組合的注意事項作用效應(yīng)組合的注意事項1服從橋規(guī)規(guī)定；服從橋規(guī)規(guī)定；2其它可變荷載中，有些荷載在考慮其同時出其它可變荷載中，有些荷載在考慮其同時出現(xiàn)的頻率后，規(guī)范做出了不同時組合的規(guī)定，現(xiàn)的頻率后，規(guī)范做出了不同時組合的規(guī)定，必須加以注意。必須加以注意。 如如“制動力與制動力與 “流水、流冰壓流水、流冰壓力力”“”“支座摩阻力不同時組合等。支座摩阻力不同時組合等。 【模塊編號】MU-09-02MU-09-0

10、22、 重力式橋墩的計算重力式橋墩的計算概要拱橋、梁橋橋墩的共同點：概要拱橋、梁橋橋墩的共同點：外力均可合成為：外力均可合成為：豎向合力、豎向合力、水平合力、水平合力、在在X、Y方向的彎矩。方向的彎矩。二者僅荷載組合有所不同，但墩的二者僅荷載組合有所不同，但墩的計算方法、內(nèi)容基本一樣。計算方法、內(nèi)容基本一樣。內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：21 墩身強度驗算墩身強度驗算22 墩頂水平位移計算墩頂水平位移計算23 基底土的承載力、偏心距驗算基底土的承載力、偏心距驗算24 整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算【模塊編號】MU-09-02MU-09-0221 墩身強度驗算墩身強度驗算 強度驗算通式強度驗算通式),()(

11、10kRdssdaRQSmj荷載效應(yīng)函數(shù)荷載效應(yīng)函數(shù)結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)荷荷載載在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上的的效效應(yīng)應(yīng)材材料料或或砌砌體體極極限限強強度度結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)重重要要性性系系數(shù)數(shù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幾幾何何尺尺寸寸材材料料或或砌砌體體安安全全系系數(shù)數(shù)荷荷載載組組合合系系數(shù)數(shù)荷荷載載安安全全系系數(shù)數(shù)相關(guān)系數(shù)按規(guī)范取值相關(guān)系數(shù)按規(guī)范取值【模塊編號】MU-09-02MU-09-022-1-1、驗算截面的確定、驗算截面的確定矮墩：底面、突變處；矮墩：底面、突變處；高墩：除底面、突變處外，高墩：除底面、突變處外， 豎向豎向 每每23m取一取一個。個。2-1- 2、內(nèi)力計算、內(nèi)力計算按荷載組合，求得每個截按荷載組合，求

12、得每個截面的：面的：豎向合力豎向合力 N水平合力水平合力H彎彎 矩矩 M21 墩身強度驗算墩身強度驗算1）【模塊編號】MU-09-02MU-09-0221 墩身強度驗算墩身強度驗算2）2-1- 3、抗壓強度驗算、抗壓強度驗算軸壓或偏壓構(gòu)件，正截面強度按下式計算：軸壓或偏壓構(gòu)件，正截面強度按下式計算：mjajARN/縱向力偏心系數(shù)縱向力偏心系數(shù)按規(guī)范計按規(guī)范計材材料料安安全全系系數(shù)數(shù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)縱縱向向力力構(gòu)件截面積構(gòu)件截面積材料抗壓材料抗壓極限強度極限強度驗算不能通過時，修改墩身截面尺寸，重新驗算驗算不能通過時，修改墩身截面尺寸，重新驗算【模塊編號】MU-09-02MU-09-0221 墩身強度驗

13、算墩身強度驗算3）2-1- 4、截面偏心距驗算、截面偏心距驗算: eo = M / N eo2-1- 5、抗剪強度驗算：、抗剪強度驗算：拱座截面在相鄰兩孔推力不等時，需驗算抗剪強度。拱座截面在相鄰兩孔推力不等時，需驗算抗剪強度。通縫受剪，按橋規(guī)計算；通縫受剪，按橋規(guī)計算；無支架吊裝肋拱、裸拱時卸架等，也需驗算。無支架吊裝肋拱、裸拱時卸架等，也需驗算。【模塊編號】MU-09-02MU-09-0222 墩頂水平位移計算墩頂水平位移計算要求：要求：高墩（高墩（20m需驗算；需驗算；計算圖式：計算圖式：把橋墩視作：固定在基礎(chǔ)頂面的懸臂梁。把橋墩視作：固定在基礎(chǔ)頂面的懸臂梁。不考慮上部結(jié)構(gòu)對墩的變形約束

14、。不考慮上部結(jié)構(gòu)對墩的變形約束。位移計算位移計算縱向力引起的位移：縱向力引起的位移： 考慮荷載：制動力、風(fēng)力，偏心的支反力；考慮荷載：制動力、風(fēng)力，偏心的支反力； 1 不均勻沉降引起的位移：不均勻沉降引起的位移：不均勻沉降不均勻沉降傾角傾角 水平位移水平位移c 判據(jù)：判據(jù)：)(5 . 0)(1mmLmmc相鄰兩跨最小跨徑，小于相鄰兩跨最小跨徑，小于25m按按25m計計【模塊編號】MU-09-02MU-09-0223 基底土的承載力、偏心距驗算基底土的承載力、偏心距驗算1）2-3-1、基底承載力驗算、基底承載力驗算1一般情況：一般情況：豎向力豎向力 的合力點在截面核心之內(nèi)：的合力點在截面核心之內(nèi)

15、：按順橋向、橫橋向分別驗算偏心方向的基底應(yīng)力。按順橋向、橫橋向分別驗算偏心方向的基底應(yīng)力。判據(jù)：最大應(yīng)力判據(jù)：最大應(yīng)力 容許應(yīng)力容許應(yīng)力2豎向力豎向力 的合力點在截面核心之外：的合力點在截面核心之外：因不考慮基底土受拉力，應(yīng)計及基底應(yīng)力重分布。因不考慮基底土受拉力，應(yīng)計及基底應(yīng)力重分布。詳后詳后【模塊編號】MU-09-02MU-09-0223 基底土的承載力、偏心距驗算基底土的承載力、偏心距驗算2）2-3- 2、基底偏心距驗算：、基底偏心距驗算：驗算目的：驗算目的：防止因偏心過大最小應(yīng)力、最大應(yīng)力相差過防止因偏心過大最小應(yīng)力、最大應(yīng)力相差過大，導(dǎo)致不均勻沉降過大；大，導(dǎo)致不均勻沉降過大；判據(jù)：

16、判據(jù)：偏心距不超過偏心距不超過“容許值容許值” 截面核心半徑的一定截面核心半徑的一定比例。比例。 “容許值容許值” 與基底條件有關(guān)。與基底條件有關(guān)?；淄临|(zhì)不同，其抵抗變形的能力也不同，故對不基底土質(zhì)不同，其抵抗變形的能力也不同，故對不均勻壓力的敏感程度也不同。均勻壓力的敏感程度也不同。詳見規(guī)范規(guī)定。詳見規(guī)范規(guī)定?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0223 基底土的承載力、偏心距驗算基底土的承載力、偏心距驗算3）應(yīng)力重分布問題：應(yīng)力重分布問題：1重分布前后，基底應(yīng)力的合力不變：重分布前后，基底應(yīng)力的合力不變：2重分布前后，基底應(yīng)力的合力矩不重分布前后，基底應(yīng)力的合力矩不變：變：那么那么(

17、x 方向方向)：N(b/2 cx/3)=Nex cx=3(b/2 ex)同理：同理： cy=3(a/2 ey)3)順橋向、橫橋向的最大應(yīng)力分別為：順橋向、橫橋向的最大應(yīng)力分別為：2N/acx 、 2N/acy ;二者均應(yīng)小于容許應(yīng)力。二者均應(yīng)小于容許應(yīng)力?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0224 整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算穩(wěn)定性包括穩(wěn)定性包括:-傾覆穩(wěn)定傾覆穩(wěn)定-滑動穩(wěn)定滑動穩(wěn)定2-4-1、傾覆穩(wěn)定驗算：、傾覆穩(wěn)定驗算：-以傾覆力矩不超過以傾覆力矩不超過穩(wěn)定力矩、并考慮穩(wěn)定力矩、并考慮一定的安全儲備為一定的安全儲備為限。限。【模塊編號】MU-09-02MU-09-02241、傾覆穩(wěn)定

18、驗算、傾覆穩(wěn)定驗算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)如下：抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)如下：oPhTePiiiiioexxhTePPxMMKiiiii)()()()(傾穩(wěn)1)即：即：Ko=截面中心至邊緣的距離截面中心至邊緣的距離 / 所有外力偏心距；所有外力偏心距；2)Ko的值必須大于的值必須大于1，具體限制隨荷，具體限制隨荷載組合情況有所不同載組合情況有所不同1.2/1.3/1.5）【模塊編號】MU-09-02MU-09-02242、滑動穩(wěn)定驗算、滑動穩(wěn)定驗算以水平推力不超過摩阻力、并以水平推力不超過摩阻力、并考慮一定的安全儲備為限。考慮一定的安全儲備為限?？够瑒臃€(wěn)定系數(shù)如下：抗滑動穩(wěn)定系數(shù)如下：iicTPfK1)摩擦系數(shù)與

19、基底土的性質(zhì)有關(guān)摩擦系數(shù)與基底土的性質(zhì)有關(guān)2)Kc值大必須于值大必須于1，隨荷載組合情況，隨荷載組合情況有所不同有所不同1.2/1.3）摩阻力摩阻力【模塊編號】MU-09-02MU-09-023、 重力式橋臺的計算特點重力式橋臺的計算特點 重力式橋臺的強度、偏心距、穩(wěn)定性和地基應(yīng)力重力式橋臺的強度、偏心距、穩(wěn)定性和地基應(yīng)力的驗算也與重力式橋墩基本相同；的驗算也與重力式橋墩基本相同； 只作順橋方向的驗算；只作順橋方向的驗算； 在受力上，橋臺與橋墩不同的是：在受力上，橋臺與橋墩不同的是： 橋臺要承受臺后填土的側(cè)壓力，而且這種側(cè)壓橋臺要承受臺后填土的側(cè)壓力，而且這種側(cè)壓力對橋臺的尺寸影響很大。力對橋

20、臺的尺寸影響很大。 驗算基礎(chǔ)頂面的臺身砌體強度時：驗算基礎(chǔ)頂面的臺身砌體強度時： 如橋臺截面的各部分尺寸滿足如橋臺截面的各部分尺寸滿足 有關(guān)規(guī)定，有關(guān)規(guī)定，則應(yīng)把橋臺的側(cè)墻和前墻作為整體來考慮受力；則應(yīng)把橋臺的側(cè)墻和前墻作為整體來考慮受力； 否則，臺身橋臺前墻應(yīng)按獨立的擋土墻計否則，臺身橋臺前墻應(yīng)按獨立的擋土墻計算。算。 【模塊編號】MU-09-02MU-09-024 樁柱式橋墩計算簡介樁柱式橋墩計算簡介41 蓋梁計算蓋梁計算4-1-1計算圖式計算圖式 (1)蓋梁的剛度足夠大與樁柱的剛度比蓋梁的剛度足夠大與樁柱的剛度比5時時,忽略柱的彈性約束：忽略柱的彈性約束： a雙柱式雙柱式按簡支梁或懸臂梁

21、計算；按簡支梁或懸臂梁計算； b多柱式多柱式按連續(xù)梁計算。按連續(xù)梁計算。 (2)當(dāng)蓋梁的剛度與樁柱的剛度比小于當(dāng)蓋梁的剛度與樁柱的剛度比小于5，或，或橋墩承受較大橫向力時，作為橫向框架的橋墩承受較大橫向力時，作為橫向框架的一部分進(jìn)行驗算。一部分進(jìn)行驗算。 (3)當(dāng)蓋梁計算跨徑與梁高之比較小簡支當(dāng)蓋梁計算跨徑與梁高之比較小簡支梁小于梁小于2 、連續(xù)梁小于、連續(xù)梁小于2.5 ）時，（從橋規(guī)）時，（從橋規(guī)按深梁計算。按深梁計算?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0241 蓋梁計算續(xù)蓋梁計算續(xù)1）4-1-2荷載荷載 主要有：主要有：上部結(jié)構(gòu)恒載及活載上部結(jié)構(gòu)恒載及活載(汽車計沖擊汽車計沖擊) 引

22、起的支座反力、引起的支座反力、蓋梁自重。蓋梁自重。 4-1-3計算方法計算方法公路橋梁多采用雙柱式，且蓋梁與樁柱的剛度比公路橋梁多采用雙柱式，且蓋梁與樁柱的剛度比往往大于往往大于5，故通常按簡支梁或雙懸臂梁計算。，故通常按簡支梁或雙懸臂梁計算。內(nèi)力計算時內(nèi)力計算時控制截面一般在支點、跨中；控制截面一般在支點、跨中；荷載縱、橫向分布的影響：參照裝配式簡支梁主荷載縱、橫向分布的影響：參照裝配式簡支梁主梁梁肋；梁梁肋；【模塊編號】MU-09-02MU-09-0241 蓋梁計算續(xù)蓋梁計算續(xù)2） 荷載縱向分布：活載通過支座傳遞：荷載縱向分布：活載通過支座傳遞：蓋梁計算截面處上部支反力影響線蓋梁計算截面處

23、上部支反力影響線最不利布載最不利布載相應(yīng)最大支反力。相應(yīng)最大支反力。 荷載橫向分布：荷載橫向分布：蓋梁控制截面的內(nèi)力橫向影響線蓋梁控制截面的內(nèi)力橫向影響線最不利布載最不利布載 控制截面內(nèi)力?？刂平孛鎯?nèi)力。計算跨中正彎矩計算跨中正彎矩活載對稱布置活載對稱布置;計算支點負(fù)彎矩計算支點負(fù)彎矩活載非對稱布置?；钶d非對稱布置?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0241 蓋梁計算續(xù)蓋梁計算續(xù)3）4-1-4本卷須知本卷須知 (1)蓋梁內(nèi)力計算蓋梁內(nèi)力計算:可考慮樁柱支承寬度對彎矩的削峰作用?？煽紤]樁柱支承寬度對彎矩的削峰作用。 (2)必要時考慮蓋梁受到扭矩作用：必要時考慮蓋梁受到扭矩作用：橋墩沿縱向的

24、水平力將對對蓋梁產(chǎn)生扭矩；橋墩沿縱向的水平力將對對蓋梁產(chǎn)生扭矩；縱橋向有兩排支座時，上部結(jié)構(gòu)活載偏心力縱橋向有兩排支座時，上部結(jié)構(gòu)活載偏心力將對蓋梁產(chǎn)生扭矩。將對蓋梁產(chǎn)生扭矩?！灸K編號】MU-09-02MU-09-0242、樁柱的計算、樁柱的計算樁柱式墩一般分剛性和柔性兩種。樁柱式墩一般分剛性和柔性兩種。剛性樁柱計算方法同重力式橋墩剛性樁柱計算方法同重力式橋墩柔性樁柱的受力與橋梁整體結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。柔性樁柱的受力與橋梁整體結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。 橡膠支座在水平力作用下可有微小的水平位移，故：橡膠支座在水平力作用下可有微小的水平位移，故：計算圖式一般按：在節(jié)點處設(shè)水平彈簧支承對待：計算圖式一般按：在節(jié)點處設(shè)水平彈簧支承對待：縱橋向縱橋向【模塊編號】MU-09-02MU