第七章_桥墩和桥台

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1、第七章 桥梁支座、墩台与基础上次课内容复习桥墩台的类型及适用条件桥墩台的类型及适用条件桥墩台的构造桥墩台的构造常用桥墩台的主要尺寸常用桥墩台的主要尺寸一般施工方法简介一般施工方法简介五、墩台的设计与计算 设计与计算步骤：设计与计算步骤：1.1. 结构尺寸拟定：根据前几课中所讲的内容、结构尺寸拟定：根据前几课中所讲的内容、参考相近既有设计，进行主要结构尺寸拟参考相近既有设计，进行主要结构尺寸拟定。定。2.2. 荷载计算：各种荷载的计算已在第三章中荷载计算：各种荷载的计算已在第三章中讲解。讲解。3.3. 荷载最不利组合。荷载最不利组合。4.4. 进行强度、刚度（变形）、抗裂性、稳定进行强度、刚度（

2、变形）、抗裂性、稳定性检算等。性检算等。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程五、墩台的设计与计算（一）墩身检算项目1截面强度(应力) ； 2截面合力偏心距； 3纵向挠曲稳定性（墩身整体稳定性）； 4墩顶弹性水平位移。 （二）扩大基础基底检算项目1基底偏心：限制不均匀沉降导致桥墩歪斜；2基底强度(应力) ；3倾覆和滑动稳定性；4基底以下软弱土层的强度检算；5基础的沉降。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程五、墩台的设计与计算1.1.墩台的设计荷载及其组合墩台的设计荷载及其组合 首先应首先应确定作用确定作用在墩台上的荷载，详见第三

3、在墩台上的荷载，详见第三章。章。 各荷载和外力的各荷载和外力的计算值计算值，应采用墩台在正常，应采用墩台在正常情况下结构上有可能出现的情况下结构上有可能出现的最大荷载值最大荷载值，可，可依据桥规和有关资料计算。依据桥规和有关资料计算。 土压力计算一般采用土压力计算一般采用库伦主动土压力库伦主动土压力公式，公式，活载土侧压力的计算，铁路桥台要考虑其沿活载土侧压力的计算，铁路桥台要考虑其沿横桥向的分布宽度，而公路桥台则按横桥向横桥向的分布宽度，而公路桥台则按横桥向全宽均匀分布处理。全宽均匀分布处理。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程五、墩台的设计与计算 墩台所受

4、的各项荷载中，除恒载外，其他墩台所受的各项荷载中，除恒载外，其他各项荷载的数值是变化的且不一定同时发各项荷载的数值是变化的且不一定同时发生。因此在设计墩台时，就生。因此在设计墩台时，就需要针对不同需要针对不同的验算项目，确定各种可能的最不利荷载的验算项目，确定各种可能的最不利荷载组合组合，对墩台加以验算，确保设计安全。，对墩台加以验算，确保设计安全。在荷载组合当中，在荷载组合当中，车辆活载起着支配作用车辆活载起着支配作用。 重力式桥墩计算中，一般需验算墩身截面重力式桥墩计算中，一般需验算墩身截面的的强度强度、墩身截面的、墩身截面的合力偏心距合力偏心距及桥墩的及桥墩的纵向及横向纵向及横向稳定性稳

5、定性。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程五、墩台的设计与计算第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程轴力强强度度弯矩yyxxWMWMANminmax按可能轴力、弯矩最大进行荷载布置五、墩台的设计与计算第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程轴力合力合力偏心偏心距距弯矩)(22yxyxMMMMMNMe或或按可能轴力最小、弯矩最大进行荷载布置五、墩台的设计与计算第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程轴力稳稳定定性性按可能轴力最大进行荷载布置acrcrRANNKN01 .

6、11116. 02 . 01 . 00he2004lImEd 为此，可拟订如下几种可能的荷载组合：按为此，可拟订如下几种可能的荷载组合：按在桥墩各截面上可能产生的在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力最大竖向力的情况的情况进行组合。它用来验算墩身强度、基底最大应进行组合。它用来验算墩身强度、基底最大应力和稳定性。因此，应在相邻两跨满布活载的力和稳定性。因此，应在相邻两跨满布活载的一种或几种，以使墩身或基底产生最大压应力。一种或几种，以使墩身或基底产生最大压应力。活载布置分别见图活载布置分别见图7.35(a)7.35(a)（铁路桥，称（铁路桥，称双孔双孔重载重载）和图）和图7.36(a)7.36(a

7、)（公路桥）。（公路桥）。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程按桥墩各截面在顺桥向可能产生的按桥墩各截面在顺桥向可能产生的最大偏心最大偏心和最大弯矩和最大弯矩的情况进行组合。它是用来验算墩的情况进行组合。它是用来验算墩身强度，基底应力、偏心及桥墩的稳定性。因身强度，基底应力、偏心及桥墩的稳定性。因此，应在跨径较大的一孔上布置活载的一种或此，应在跨径较大的一孔上布置活载的一种或几种，以及可能产生的制动力、纵向风力、支几种，以及可能产生的制动力、纵向风力、支座摩阻力等。活载布置见图座摩阻力等。活载布置见图7.35(b)7.35(b)、(c)(c)（铁（铁路桥，分别

8、称路桥，分别称单孔轻载、单孔重载单孔轻载、单孔重载）和图）和图7.36(b)7.36(b)（公路桥）。（公路桥）。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程按桥墩各截面在横桥向可按桥墩各截面在横桥向可能产生能产生最大偏心和最大弯矩最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。它是用来的情况进行组合。它是用来验算横桥向的墩身强度、基验算横桥向的墩身强度、基底应力、偏心及桥墩的稳定底应力、偏心及桥墩的稳定性。因此，对于铁路桥墩，性。因此，对于铁路桥墩，应在相邻两跨布置空车以产应在相邻两跨布置空车以产生横向摇摆力，

9、而竖向力又生横向摇摆力，而竖向力又不大，称为不大，称为双孔轻载双孔轻载（也称（也称双孔空车）；对于公路桥墩双孔空车）；对于公路桥墩应注意将活载偏于桥面的一应注意将活载偏于桥面的一侧布置，此外还应考虑其他侧布置，此外还应考虑其他荷载如横向风力、流水压力荷载如横向风力、流水压力等，如图等，如图7.36(c)7.36(c)所示。所示。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程桥台的荷载组合也和桥墩一样，依据不同的验算项目桥台的荷载组合也和桥墩一样，依据不同的验算项目进行各种可能的荷载组合。由于活载既可布置在桥跨进行各种可能的荷载组合。由于活载既可布置在桥跨结构上，也可布置

10、在台后，在确定荷载最不利组合时，结构上，也可布置在台后，在确定荷载最不利组合时，通常按通常按台后布置活载而桥上无活载台后布置活载而桥上无活载（最大水平力和最（最大水平力和最大后端弯矩组合），大后端弯矩组合），桥上满布活载桥上满布活载（最大前端弯矩），（最大前端弯矩），桥上、台后同时布置活载桥上、台后同时布置活载（最大竖向力组合）等几种（最大竖向力组合）等几种不利情况，分别进行组合与验算，见图不利情况，分别进行组合与验算，见图7.377.37。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程2.2.墩台的验算内容墩台的验算内容桥梁墩台的设计过程是，桥梁墩台的设计过程是，首先

11、首先选定墩台形式及选定墩台形式及拟订各部分尺寸；拟订各部分尺寸；然后然后确定各项外力并进行最确定各项外力并进行最不利荷载组合，不利荷载组合，选取选取验算截面和验算内容；验算截面和验算内容；计计算算各截面的内力，进行各截面的内力，进行配筋和验算配筋和验算。墩台验算的墩台验算的目的目的在于确定经济合理的尺寸，并在于确定经济合理的尺寸，并保证保证其在施工和使用阶段的安全。其在施工和使用阶段的安全。第七章第七章 桥梁支座、墩台与基础桥梁支座、墩台与基础桥梁工程桥梁工程u就重力式墩台来说，应满足两方面的要求：就重力式墩台来说，应满足两方面的要求：一是一是墩台本身有足够的强度和稳定性，并且不墩台本身有足够