桥墩设计计算
桥墩计算
一、桥墩计算(2007-01-11 13:11:09)转载桥墩按偏心受压构件考虑进行计算，先必须确定桥墩的计算长度，按《桥规》表5.3.1取值。
桥墩外力应考虑纵向水平力及其弯矩、横向风力（高墩）、地震力（纵横向、7级设防）、竖直力及其弯矩。
纵向水平力包括制动力引起的水平力、温度引起的水平力、收缩徐变引起的水平力、地震力引起的水平力、支座摩阻力。
一般情况下（无地震力），纵向水平力对桥墩截面影响较大，横向水平力影响较小。
水平制动力、温度力，收缩徐变力均按支座和桥墩合成刚度在各墩台分配，然后组合后与摩阻力组合比较，取最不利情况为桥墩水平力。
一般情况下取支座产生的摩阻力为最不利情况，此时计算出的配筋较为保守，偏于安全。
（关于摩阻力组合的问题，新规范没有进行明确规定，桥梁通新版对摩阻力进行判断组合或者强制组合，当按判断组合进行计算的时候，取制动力、温度力、收缩徐变力进行组合与摩阻力进行比较，取较小者进行配筋，当按强行组合进行计算的时候，取摩阻力为水平力。
）桥墩截面按偏心受压构件必须验算正截面强度，按《桥规》5.3.5～5.3.9条公式进行计算。
同时必须按轴心受压构件进行稳定性验算。
当计算桩柱式桥墩时，柱顶受板式橡胶支座弹性约束。
桩柱可换算为两端铰接的轴心受压等截面直杆，计算可参考《连续桥面简支梁墩台计算实例》第一节第九款。
关于墩台下部构造验算时的荷载组合问题，新版《地基规范》总则里面对荷载组合进行了明确规定，摘录如下，仅供参考：1.0.5条基础结构按承载能力极限状态设计时，结构重要性系数γ0，不低于主体结构的采用值，且不小于1.0；偶然组合时取1.0。
1.0.6条基础结构进行强度验算时，作用效应按承载能力极限状态两种组合进行（ＪＴＧＤ６０－２００４４.１.６条）裂缝宽度验算时，作用效应按正常使用极限状态的短期效应组合采用。
1.0.7条地基（包括桩基）承载力验算时，传至基础或承台底面的作用效应主要按正常使用极限状态的短期效应组合采用，但应计入汽车冲击系数，且可变作用的频遇值系数均取１.０。
桥梁墩台的计算
•验算截面
墩台身的基础顶面 墩台身截面突变处 墩台帽及墩台帽交界处墩身截面
高墩
•验算截面的内力计算
按照各种组合，分别计算各验算截面的竖向力、水平力和弯矩，N、H M
得到并按下式计算各种组合的竖向力设计值及相应偏心矩:
Nj so slN
e0
M N
•强度验算
Nj ARaj /m
1 (eo )m
y
(eo )2
２．墩顶水平位移的计算
（1）柔性墩（台）顶制动力及其水平位移计算
•墩顶制动力
fiz
Ki
Ki
F
fiz 作用在第i墩（台）顶的制动力；
K i 第i墩（台）的抗水平位移刚度；
F 全桥（或一联）承受的制动力。
•由制动力产生的墩顶水平位移：
z
f iz Ki
（2）梁的温度变形
t tLi
（3）在竖向活载作用下梁长度的变化
计算图式 外力计算
内力计算
配筋验算
•计算模式
桩柱式墩台通常按钢筋混凝土构件设计。在构造上，桩柱的钢筋伸 入盖梁内，与盖梁的钢筋绑扎成整体，因此盖梁与桩柱刚结呈刚架结构。 双柱式墩台，当盖梁的刚度与桩柱的线刚度比大于5时，为简化计算可 以忽略节点不均衡弯矩的分配及传递，一般可按简支梁或悬臂梁进行计 算和配筋，多根桩柱的盖梁可按连续梁计算，当盖梁计算跨径与梁高之 比，对简支梁小于2，对连续梁小于2.5时，应按<<公路钢筋混凝土及 预应力混凝土桥涵设计规范>>附录六作为深梁计算。当线刚度比小于5 时，或桥墩承受较大横向力时，盖梁应作为横向刚架的一部分予以验算。
Sd(s o slQ)Rd(Rm j ,ak)
Sd 荷 载 效 应 函 数 ； Q荷 载 在 结 构 上 产 生 的 效 应 ；
4.5桥墩设计计算
④ 偏心距
ex=Md,t/Nd=990.766/8626.788=0.1148m=114.8mm ey=Md,l/Nd=1498.557/8626.788=0.1737m=173.7mm
组合4（不计纵向风荷载）
① 竖向力
0Nd 1.0[1.0 (2291.934 2 2043.3) 1.4 (309.75 976.95) 0.81.488.5 2]
9952.222kN
② 纵向弯矩
0M d ,l 1.0[1.4166 .8 0.8 (1.41076 .378)] 1439 .155 kN m
③ 横向弯矩 0M d，t 1.0[1.4 707 .690 0.81.1 (641 .170 1.918 10.477 )] 1565 .903kN m
④ 偏心距
ex=Md,t/Nd=1565.903/8626.788=0.1815m=181.5mm ey=Md,l/Nd=1439.155/8626.788=0.1668m=166.8mm
表3 基底竖向荷载效应标准值
上部结构 墩帽墩身 基础 汽车荷载 人群荷载 合计
竖向力（kN) 4583.868 2043.300 560.400 1286.700 177.000
组合1：顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩——不计横向风荷载弯矩 组合2：横桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩——不计纵向风荷载弯矩
偏心最大（1.0NG）
组合3：顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩——不计横向风荷载弯矩 组合4：横桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩——不计纵向风荷载弯矩
基底应力验算
表4 基底风荷载和制动力效应标准值
横向力（kN) 横向弯矩（kN·m)
2.2重力式桥墩的计算
Y
x
y
x
l0
3 .5i y
y
l0
3 .5i x
式中
l0
——不同砌体材料构件的长细比修正系数； ——构件计算长度；
长细比修正系数γ
β
β
构件计算长度
构件及两端约束情况 两端固结 0.5L 0.7L 1.0L 2.0L L0
砌体材料类别
混凝土预制块砌体或 组合构件 细料石、半细料石砌 体
第三节
一、盖梁计算
桩柱式桥墩计算要点
力学图示： 双柱式墩：当盖梁的刚度与桩柱的刚度比大与5时，可忽略桩柱对盖梁 的约束，近似按双悬臂梁计算。对多柱式或多桩式桥墩，可按多跨连 续梁计算。 计算内容： 1、恒载及其内力计算； 2、活载及其内力计算； 3、施工吊装荷载及其内力计算； 4、荷载组合及内力包络图； 5、配筋计算。
1 1
x
ex 1 x ex 1 i y
m
1
y
1
x
2
1 ex 2 1 x ( x 3）1 1 33 （ ) iy
y
ey 1 y ey 1 i x
（一）墩身截面承载力验算 重力式墩台主要采用圬工材料建造，一般为偏心受压构件，截面承载力的设 计验算采用极限状态法。在不利效应组合作用下，验算桥墩各控制截面的作用效 应组合设计值（内力）应小于或等于构件承载力的设计值，用方程式表示为：
0 S R (f d , a d )
当砌体受压构件，在规范规定的受压偏心距限值范围内的承载力应按下列公 式计算：
0.40~0.60
桥墩垂直度计算公式
桥墩垂直度计算公式
桥墩垂直度是指桥梁中心线所经过的墩柱的正常垂直偏差。
桥墩
垂直度的大小直接关系到桥梁的安全性和使用寿命，因此在桥梁设计
和建造中非常重要。
桥墩垂直度可以通过数学方法进行计算。
一个简单的公式可以用
来计算桥墩垂直度。
该公式如下：桥墩垂直度=（高箱墩顶部高度-低
箱墩顶部高度）/箱墩跨度。
这个公式的应用相对简单，但是需要考虑很多因素。
在计算中，
需要考虑桥墩的结构和类型，墩顶的高度以及墩顶包括的结构元素，
如横梁和盖板等。
此外，应该考虑桥梁的设计标准和条件，如桥梁的
水平度和垂直度要求，荷载条件和环境条件等。
在桥梁的设计和施工过程中，应该控制桥墩的垂直度，以确保桥
梁的安全性和舒适性。
为了达到这个目标，可以采用很多方法和技术，如精密测量仪器和能力强的测量人员，以及施工时的科学施工方法和
质量控制措施。
总之，桥墩垂直度是桥梁设计和建造过程中需要重视的问题。
通
过正确的计算和控制，可以确保桥梁的安全性和可靠性，并增强桥梁
的使用寿命和经济效益。
在实际的桥梁工程项目中，需要采取有力的
措施来确保桥墩垂直度达到标准要求，为人们出行和物资运输提供更
加便捷的条件。
支承一联上部结构桥墩的平均高度
支承一联上部结构桥墩的平均高度是指桥梁上部结构的支撑部分——桥墩的平均高度。
桥墩是横跨在河道、道路、铁路等障碍物上的桥梁的支撑结构，其高度直接关系到桥梁的耐久性、安全性和美观性。
合理的桥墩平均高度对桥梁的设计和施工至关重要。
一、桥墩平均高度的计算方法桥墩平均高度的计算是桥梁设计中的重要环节，一般按照下列步骤进行：1.计算荷载：首先需要根据桥梁所处位置的不同情况计算荷载，包括静载和动载。
2.确定墩高：桥墩平均高度的计算需要根据桥梁的跨径、荷载、地质情况等因素来确定桥墩的高度，一般通过结构力学等方法来确定墩高。
3.考虑局部条件：在确定桥墩平均高度之前，还需要考虑局部条件，如桥墩与河流、铁路、道路等的交叉情况，以及周围环境和地质状况。
4.确定平均高度：最后根据以上因素确定桥墩的平均高度，一般需要考虑到桥梁的整体风貌、结构力学和工程经济等方面的因素。
二、桥墩平均高度的设计原则桥梁设计中，桥墩平均高度的确定需要遵循一些设计原则，主要包括以下几点：1.安全性：桥墩平均高度的设计首先需要保证桥梁的安全性。
这包括考虑桥墩在承受荷载、风吹、水冲等外力作用下的稳定性和抗震性能，确保桥墩能够安全稳定地支撑桥梁上部结构。
2.耐久性：桥墩平均高度设计需考虑桥墩的寿命和耐久性。
这需要考虑材料的选用、桥墩与地基的连接方式、防腐、排水等措施，确保桥墩可以长期在恶劣的自然环境下使用。
3.美观性：桥墩平均高度的设计还需要考虑桥梁的美观性。
桥梁是城市的重要景观之一，桥墩的高度、形状、色彩等方面需与周围环境融合，符合城市美化的要求。
4.施工经济性：在确定桥墩平均高度时，还需要考虑施工的经济性。
这包括考虑材料的使用量、施工工艺和成本等因素，确保桥墩平均高度的设计可以在经济合理的情况下完成。
三、桥墩平均高度与桥梁设计的关系桥墩平均高度直接关系到桥梁的设计，其设计的合理与否将直接影响到桥梁的质量和使用寿命。
在桥梁设计中，需要充分考虑桥墩平均高度的因素：1.对桥梁结构的影响：桥墩的高度将直接影响到桥梁结构的设计。
桥墩计算长度系数
桥墩计算长度系数一、桥墩长度系数的概念桥墩长度系数是指在桥梁设计中，为了考虑桥墩在水流中的承受能力和抗倒力矩的能力，引入的一个参数。
它是桥墩长度与桥梁总长度的比值，用来衡量桥墩的相对长度。
桥墩长度系数越大，说明桥墩长度相对较长，对水流的阻力和倒力矩的影响也就越大。
二、桥墩长度系数的计算方法桥墩长度系数的计算与桥墩的几何形状有关。
一般情况下，桥墩可以分为圆形、方形、椭圆形等几种类型。
我们以圆形桥墩为例来介绍计算方法。
1. 圆形桥墩长度系数的计算在计算圆形桥墩长度系数时，我们需要知道桥墩的直径和桥梁总长度。
假设桥墩直径为D，桥梁总长度为L，则桥墩长度系数C的计算公式为：C =D / L2. 其他形状桥墩长度系数的计算对于其他形状的桥墩，如方形、椭圆形等，其长度系数的计算方法略有不同。
一般情况下，我们可以采用有限元分析等方法进行计算，得到相应的长度系数。
三、桥墩长度系数的应用桥墩长度系数在桥梁设计中起到重要的作用。
通过合理计算桥墩长度系数，可以帮助工程师评估桥墩的稳定性和抗倒力矩的能力，从而确保桥梁的安全性和可靠性。
1. 桥梁稳定性分析在进行桥梁设计时，需要考虑桥墩在水流中的稳定性。
通过计算桥墩长度系数，可以评估桥墩的相对长度，进而分析桥墩在水流冲刷下的稳定性。
如果长度系数过小，说明桥墩相对较短，可能会受到较大的水流冲击力，从而影响桥梁的稳定性。
2. 抗倒力矩设计桥墩长度系数还可以用于桥墩抗倒力矩的设计。
在水流的作用下，桥墩受到倒力矩的作用，为了保证桥梁的稳定性，需要设计合适的桥墩长度。
通过计算桥墩长度系数，可以评估桥墩的相对长度，从而确定合适的桥墩尺寸和形状，提高桥墩的抗倒力矩能力。
四、桥墩长度系数的优化设计在桥梁设计中，为了提高桥墩的稳定性和抗倒力矩的能力，我们可以进行桥墩长度系数的优化设计。
通常情况下，较大的桥墩长度系数可以提高桥墩的稳定性，但同时也会增加桥梁的建设成本。
因此，需要在满足设计要求的前提下，尽量减小桥墩长度系数，以降低工程造价。
桥墩计算书——精选推荐
本桥选择左幅桥2号桥墩和右幅桥3号桥墩计算1、左幅桥2号墩（非过渡墩）（一）、基本资料：1）.设计荷载：公路Ⅰ级2）.T梁（单幅5片梁，简支变连续）高：2.4m3）.跨径： 40m4）.该联跨径组合：（3×40）m5）.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》附表1，取湖北省黄石市设计基本风速为V10＝20.2m/s；2.温度力计算温差按25度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差15度考虑，计算刚度K时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：3.汽车制动力力计算（考虑2车道，一联中近似由一个非过渡墩承受）4.撞击力计算由《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》查得，六级航道内的撞击力顺桥向为100KN，横桥向为250KN，作用点位于通航水位线以上2m的桥墩宽度或长度的中点。
5.桥墩及盖梁自重荷载计算三、作用组合1.支反力汇总按上述盖梁计算立面图，5片主梁从左到右依次编号为1～5，其对应盖梁顶支座反力如下表：2.墩底内力计算因墩柱与盖梁（约5：7）刚度相近，将盖梁与墩柱在横桥向做刚架计算，其中，盖梁计算书另行给出，此处只计算墩柱部分。
荷载分别计算上述“上构支反力汇总”三种活载工况及“横桥向水平风力”作用下墩底内力，计算模型及工况3计算结果如下图所示，其他见下表。
1）活载横桥向产生的墩底内力：（1）墩柱盖梁刚架模型（2）活载工况3结构弯矩图（3）工况3结构剪力图（4）工况3结构轴力图2）风力横桥向产生的墩底内力：3）墩底内力组合a．考虑顺桥向撞击力的偶然组合：对于圆形截面，纵横向内力应合并计算。
b四、墩身强度与裂缝验算1.墩底截面强度验算（36×HRB335-25）M最大时墩身截面强度验算：弯矩设计值6664.27钢筋直径25.0桩半径R(m)弯矩设计值6664.02钢筋直径25.0桩半径R(m)2.墩底截面裂缝宽度计算由于横桥向抗弯刚度较大，因此横桥向裂缝在此不做验算。
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摘要随着我国社会的发展与进步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁又是现代交通中不可缺少的组成部分，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。
本设计为S17线金昌至永昌高速公路河东庄大桥（两联4×25m预应力混凝土连续箱梁）下部结构设计，在设计过程中，参考了诸如桥梁工程、土力学、桥涵水文、材料力学、专业英语等相关书籍和文献，根据《公路桥涵设计手册》系列丛书，依照交通部颁发的有关公路桥涵设计规范（JTG系列）拟定设计而成。
设计中考虑了各种尺寸与材料的选用符合规范中对强度、应力、局部承压强度的要求，并且产生在规范容许范围内的变形，使桥梁在正常使用的情况下能够达到安全，稳定和耐久的标准。
在可预期偶然荷载下仍能达到基本正常使用的标准。
设计时还充分考虑河东庄大桥所处区域的地质和水文条件，既保证符合规范要求，同时保证因地制宜并且便于施工和维护，并且兼顾桥梁本身的美观性与社会经济性，既要设计合理，又要起到良好的社会经济效益。
关键词：河东庄大桥下部结构桥墩桥台美观性经济性AbstractWith the development and progress of our society and people's rising living standards, transportation convenience and safety to get the wide attention of people, the bridge is also an indispensable part of modern transportation, bridge works in China in terms of construction scale, or in the level of science and technology, have been among the advanced ranks in the world.The design for the S17line of Jinchang to Yongchang Expressway East Village Bridge ( double4 ×25m prestressed concrete continuous box girder ) substructure design, during the design process, the reference such as bridge engineering, soil mechanics, material mechanics, hydrology of bridge and culvert, English and other related books and literature, according to the" manual" design of highway bridges and culverts series, in accordance with the Ministry of Communications issued by the relevant design specifications for highway bridges and culverts ( JTG Series ) protocol is designed.Design consideration of senior high school entrance examination of various sizes and material selection in conformity with the specifications of strength, stress, local bearing strength requirements, and produced in standard allowable deformation of the bridge in the normal use, can achieve the safety, stability and durability of the standard. In the expected accidental loads can still achieve the basic normal use standard. The design also fully consider the Hedong Village Bridge where regional geological and hydrological conditions, both to ensure compliance with specifications, while ensuring that the suit one's measures to local conditions and easy construction and maintenance, and take into account the bridge itself appearance and social economy should not only reasonable design, but also has good social and economic benefits.Key words: He dong zhuang bridge Substructure pier abutment beauty economy目录第一章绪论 (3)第二章设计资料及方案比选 (4)第一节设计资料 (4)1 技术设计标准 (4)2 主要设计依据 (4)3 工程地质资料 (4)第二节墩台比选 (4)1 桥墩比选 (4)2 比选结果 (5)3 桥台比选 (5)4 比选结果 (5)第三章桥墩设计计算 (6)第一节桥墩材料及尺寸 (6)1 材料 (6)2 桥墩尺寸 (6)第二节盖梁计算 (6)1 荷载计算 (6)2 可变荷载计算 (8)4 内力计算 (12)5 截面配筋设计与承载力核算 (15)第三节桥墩墩柱计算 (17)1 恒载计算: (17)2 汽车荷载计算 (17)3 荷载组合 (18)4 截面配筋计算及应力验算 (19)第四节钻孔灌注桩的设计计算 (22)1 荷载计算 (22)2 桩长计算 (24)3 桩的内力计算（m法） (24)4 桩身截面配筋与承载力验算： (26)5 墩顶纵向水平位移验算 (28)第四章桥台设计 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
第一节桥台材料及尺寸 ............................................................................ 错误!未定义书签。
1 桥台类型和主要材料 ...................................................................... 错误!未定义书签。
2 桥台尺寸 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
第二节台帽计算 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
1 荷载计算 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
2 内力计算 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
1 垂直荷载计算 .................................................................................. 错误!未定义书签。
2 恒载对台墙各截面所产生的弯矩................................................... 错误!未定义书签。
3 活载对台墙产生的反力 .................................................................. 错误!未定义书签。
4 活载对各截面所产生的弯矩 .......................................................... 错误!未定义书签。
第五章结论与展望 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
1 结论 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
2 展望 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录英文文献翻译 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章绪论随着我国社会的发展与进步和人民的生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人们的广泛关注，桥梁又是现代交通中不可缺少的组成部分，于此同时，桥梁建设得到了迅猛发展，我国桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。