第一章桥梁墩台的设计和构造ppt课件.ppt

第五篇第五篇￿ ￿桥梁墩台桥梁墩台第一章￿桥梁墩台的设计和构造第一节 概述 组成:桥梁墩(台)主要由墩(台)帽、墩(台)身和根底三部分组成接受荷载上部构造竖向力程度力弯矩地震力风力流水压力等墩台是桥梁的重要构造，支承着桥梁上部构造的荷载，并将它传给地基根底.•设计原那么满足交通要求平安耐久造价低维涵养护少施工方便工期短与周围环境协调和外型美观单柱式多柱式T形矩形薄壁墩双叉形四叉形V形X形第二节￿梁桥墩台梁桥墩台从总体上可分为两种重力式:靠本身重￿力来平衡外力而坚持其稳定因此，墩身、台身比较厚实，可以不用钢筋，而用天然石材或片石￿混凝土砌筑：它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中在砂石料方便的地域，小桥也往往采用重力式墩、台：缺陷足圬工体积较大，因此其自重和阻￿水面积也较大轻型:￿刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形所用的建筑资料大都以钢筋混凝土和少筋混凝土为主，但也有一此轻型￿墩台经过验算后可以用石料砌筑￿一、梁桥桥墩分类:构造实体墩空心墩柱式墩框架墩等受力刚性墩柔性墩按截面方式分矩形圆形圆端形尖端形1.实体桥墩实体桥墩:桥墩由一个实体构造组成。

按其截面桥墩由一个实体构造组成按其截面尺寸和桥墩重力的不同又可分为实体重力式桥墩尺寸和桥墩重力的不同又可分为实体重力式桥墩和实体薄壁式桥墩由墩帽、墩身和根底构成和实体薄壁式桥墩由墩帽、墩身和根底构成墩帽墩帽:经过支座将上部构造的作用传至墩身经过支座将上部构造的作用传至墩身.尺寸拟订尺寸拟订:(1)顺桥向墩帽最小宽度顺桥向墩帽最小宽度b双排支座时双排支座时:顺桥向30252015横桥向圆弧形端头矩形端头3025201550403020支座边缘到台、墩身边缘的最小间隔支座边缘到台、墩身边缘的最小间隔(cm)墩身通常由块石、浆砌片石、混凝土或钢筋混凝上等资料建造；为了便于水流和漂浮物经过，墩身平面外形可以做成圆端形或尖端形;无水的岸墩或高架桥墩可以做成矩形,在水流与桥梁斜交或流向不稳定时，宜做成圆形在有剧烈流水或大量漂浮物的河道(冰厚大于o．5m，流冰速度大于1m/s)上，桥墩的迎水端应做成尖端形或圆端形破冰棱体,破冰棱由强度较高的石料砌成，也可以用高强度等级的混凝土辅之以钢筋或角钢加固2.空心桥墩 在一些高大的桥墩中，为了减少圬工体积．节约资料，减轻自重，减少脆弱地基的负荷，将墩身内部做成空腔体．即空心桥墩。

这种桥墩在外形上与实体重力式桥墩并无大的差别．只是自重较轻.空心桥墩在构造尺寸上应符合以下规定：(1)墩身最小壁厚,对于钢筋混凝土不宜小于30cm，对于混凝土不宜小于50cm(2)墩身内应设横隔板或纵、横隔板，以加强墩壁的抗撞才干3)墩帽下需有一定高度的实心部分以传送墩帽的压力，墩顶实体段以下应设置带门的进人洞或相应的检查设备.(4)墩身周围应设置适当的通风孔或泄水孔，孔的直径不小于20cm，用以调理壁内外温差和平衡水压力3.柱式桥墩柱式桥墩的构造特点是由分别的两根或多根立柱(或桩柱)组成它的外型美观，圬工体积少，因此是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩方式之一，特别是在较宽较大的城市高架桥和立交桥中 柱式桥墩普通由根底之上的承台、柱式墩身和盖梁组成双车道桥常用的方式有单柱式,双柱式和哑铃式以及混合双柱式四种4.柔性排架桩墩柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁衔接而成其主要特点是，可以经过一些构造措施，将上部构造传来的程度力(制动力、温度影响力等)传送到全桥的各个柔件墩台或相邻的刚性墩台上，以减小单个柔性墩所遭到的程度力，从而到达减小桥墩截面的目的因此，柔性墩可以为单排桩墩、柱式墩或其它薄壁式桥墩。

5.框架墩框架墩是采用由构件组成的平面框架替代墩身，以支承上部构造，必要时可做成双层或更多层的框架支承上部构造，这类较空心墩更进—步的轻型构造，是以钢筋混凝上和预应力混凝土建成的受J力体系还可以顺应建筑艺术．建成纵、横向v形、Y形、x形、例梯形等墩身；这些桥墩在同样跨越才干情况下缩短梁的跨径、降低梁高，使构造轻巧美观，但构造构造比较复杂,施工比较费事二、梁桥桥台1.重力式桥台重力式桥台的常用方式是U形桥台，它由台帽、台身和根底等三部分组成台后的土压力主要靠自重来平衡．故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工资料建造，并用就地浇筑的方法施工 U形桥台因其台身是由前墙和两个侧墙构成的u字形构造而得名其优点是构造简单，可以用泥凝土或片、块石砌筑，适用于填土高度在8—10m以下或跨度稍大的桥梁；缺陷足桥台体积和自重较大，也添加了对地基的要求；此外，桥台的两个侧墙之间填土容易积水，结冰后冻胀，使侧墙产生裂痕所以宜用渗水性较好的土夯填，并做好台后排水措施2.轻型桥台1).设有支撑梁的轻型桥台2).钢筋混凝土薄壁桥台3).加筋土桥台4).埋置式桥台3.组合式桥台4.承拉桥台第三节 拱桥墩台一、拱桥桥墩1.重力式桥墩2.轻型桥墩1).柱式桥墩2)斜撑墩3)悬臂墩二、拱桥桥台1.重力式桥台2.轻型桥台第二章 桥梁墩台计算第一节￿作用及其效应组合一、桥梁计算中的作用1.永久作用1.上部构造的自重对墩帽或拱座产生的支承反力，包括上部构造混凝上收缩、徐变影响；2．桥墩自重，包括在根底襟边上的土重；3．预应力4.根底变位影响力5．水的浮力，2.可变作用1)汽车荷载2)人群荷载3)风荷载4)制动力5)流水压力 冰压力6)温度力7)支座摩阻力3.偶尔作用1)地震作用2)船只或漂流物的撞击力二、作用效应组合• 为了找到控制设计的最不利组合，通常需求对各种能够的组合分别进展计算，并且在计算时还需按纵向及横向的最不利位置布载：在桥墩计算中，普通需验算墩身截面的强度、墩身截面上的合力偏心距及其稳定性。

为此需根据不同的验算内容选择各种能够的最不利荷载组合1.梁桥重力式桥墩1．第一种组合：按桥墩各截面上能够产生最大坚向力的情况进展组合此时将汽车车道均布荷载纵向布置在相临的两跨桥孔上,并将集中荷载布置在计算墩处,这时得到桥墩上最大的汽车竖向荷载,但偏心较小.它用来验算墩身强度和基底最大应力.2)第二种组合:按桥墩各截面在顺桥方向上能够产最大偏心和最大弯矩的情况进展组合 当汽车荷载只在一孔桥跨上布置时，同时有其他的程度荷载,如风力、船撞力、水流压力和冰压力等作用在墩身上，这时竖向荷载较小，而程度荷载引起的弯矩作用大．能够使墩身截面产生很大的合力偏心距．此时，桥墩最不稳定 它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的稳定性；3)第三种组合:按桥墩各截面在横桥向能够产生最大偏心和最大弯矩的情况进展组合.桥跨上的汽车荷载能够是一列或几列靠边行驶，这时产生最大横向偏心距，也能够是多列满载,使竖向力较大，而横向偏心较小它是用来验算在横桥方向上的墩身强度、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荷载以外，要留意将根本可变荷载的一种或几种偏于桥面的一侧布置，此外还应思索其它可变荷载(例如横向风力、流水压力或冰压力)或者撞击力2.拱桥重力式桥墩(1)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荷数，在一孔或跨径较大的一孔满布车道荷载和人群荷载，其它可变荷载中的汽车制动力、纵向风力、温度影响力等．并由此对桥墩产生不平衡程度推力、竖向力和弯矩 对于单向推力墩那么只思索相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷载作用效应.•2．横桥向的作用及其效应组合• 在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、冰压力、船只或漂浮物撞击力、地震力等。

但是对于公路桥梁，横桥方向的受力验算普通不控制设计• 以上所述的各种荷载组合是对重力式桥墩而言的．对于其它方式的桥墩，那么要根据它们的构造和受力特点进展详细分析，然后参照上述的普通原那么，进展个别的作用效应组合.这里需求留意的是：• 第一．不论对于哪—种方式的桥墩，均应按承载才干极限形状的设计要求,进展作用效应组合.• 第二，<桥规>规定,有些荷载不能同时思索，例如在计入汽车制动力时，就不应同时计入流水压力、冰压力和支座摩阻力等．第二节 重力式桥墩计算与验算一、截面承载才干极限形状验算1.验算截面的选取2.验算截面的内力计算3.承载才干极限形状验算4.截面偏心验算5.直接抗剪验算二、桥墩的稳定性验算1.纵向挠曲稳定性验算2.整体稳定性验算抗倾覆稳定性验算抗滑稳定性验算三、相临墩台均匀沉降差 当墩台建筑在地质情况复杂,土质不均匀及承载力较差的地基上,以及相临跨径差别悬殊而需计算沉降差或跨线桥净高需预先思索沉降量时,均应计算其沉降.四、根底底面土的承载力和偏心矩验算第三节 桩柱式桥墩计算一、盖梁计算(1)计算图式:简支梁或延续梁(2)外力计算:上部自重、盖梁自重、活载等(3)内力计算(4)配筋验算二、柱身计算(1)外力计算 (2)内力计算(3)配筋验算 (4)抗裂验算第四节第四节￿ ￿柔性排架墩计算柔性排架墩计算一、根本假定一、根本假定( (一一) )外荷外荷载载除恒除恒载载、、车辆车辆活活载载外，外，还应还应入汽入汽车车制制动动力、温度力、温度影响力，必要影响力，必要时还时还包括墩身遭到的包括墩身遭到的风风力、但梁身的混凝土收力、但梁身的混凝土收缩缩、徐、徐变变等次要要素可忽略不等次要要素可忽略不计计。

(二二) )计计算制算制动动力力时时，各墩台受力按墩，各墩台受力按墩顶顶抗推抗推刚刚度分配度分配, ,在在计计算算土土压压力力时时，如，如设设有有实实体体刚刚性墩台，那么全部由有关性墩台，那么全部由有关刚刚性墩台性墩台接受：如均接受：如均为为柔性墩，那么由岸墩接受土柔性墩，那么由岸墩接受土压压力并假定此力并假定此时时各个墩各个墩顶顶与上部构造之与上部构造之间间不不发发生相生相对对位移 (三三) )计计算温度算温度变变形形时时，墩，墩对对梁梁产产生的生的竖竖向向弹弹性拉伸或性拉伸或紧缩紧缩影影响忽略不响忽略不计计，而只，而只计桩计桩墩墩顶顶部程度力部程度力对桩对桩墩所引起的弯矩的墩所引起的弯矩的影响 (四四) )在在计计算梁墩之算梁墩之间间橡胶支座的程度力剪切橡胶支座的程度力剪切变变形形时时，忽略因，忽略因梁体的偏梁体的偏转转角角θ θ对对它的影响它的影响二、计算步骤1.桥墩抗推刚度 的计算抗推刚度是指使墩顶产生单位程度位移所需施加的程度反力；(1)当墩柱下端固定在根底或承台顶面时(2)当思索桩侧土的弹性抗力时, 那么按桩根底的有关公式计算 ——单什程度力作用在第i个柔性墩顶产牛的程度位移(m／KN) ——第i墩柱下端固接处到墩顶的高度(m)；( (八八) )计计入板式橡胶支座入板式橡胶支座约约束影响后的束影响后的桩桩墩墩计计算算图图5—2—7b))5—2—7b))中明确展中明确展现现，每个，每个桥桥墩的墩的顶顶部并非完全自在，部并非完全自在，而是遭到板式橡胶支座的而是遭到板式橡胶支座的弹弹性性约约束束. .梁体上的程度力是梁体上的程度力是经过经过板式支座与墩、梁接触面的摩阻力板式支座与墩、梁接触面的摩阻力传传送至送至桥桥墩，它既使墩墩，它既使墩顶产顶产牛程度位移，又使板式支座牛程度位移，又使板式支座产产生剪切生剪切变变形，如形，如[ [图图5—5—2-11b))2-11b))：当梁体完成了：当梁体完成了这这个程度力的个程度力的传传送以后，梁送以后，梁体体处处于于暂时暂时的的稳稳定形状定形状, ,这时这时由于存在由于存在轴轴力力N N和墩身自重的和墩身自重的影响．将使墩影响．将使墩顶产顶产生附加生附加变变形，于是．板式橡胶支座由原形，于是．板式橡胶支座由原东传东传送程度力的功能送程度力的功能转变为转变为抵抗墩抵抗墩顶继续变顶继续变形的功能。

当形的功能当墩身很柔墩身很柔时时有能够够使支座原来的剪切使支座原来的剪切变变形恢复到零形恢复到零, ,逐逐渐渐过过渡到反向形状渡到反向形状, ,如如图图5—2—11c)5—2—11c)所示所示根据根据这这个任个任务务机理，便可将每个机理，便可将每个桥桥墩的受力形状墩的受力形状[5—2—[5—2—12a)]12a)]分解分解为为两个任两个任务务形状的形状的组组合合第五节 桥台计算•1.永久作用•上部构造自重•桥台重力•混凝土收缩在拱座处引起的反力•水浮力•台后土侧压力•2.可变作用•汽车荷载•人群荷载•汽车荷载引起的土压力•制动力•摩阻力一、重力式桥台计算1.作用于桥台上的荷载2.作用效应组合•验算内容:截面强度、地基应力、稳定性。