某桥桥墩结构计算
桥墩设计计算
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、纵向力
汽车荷载制动力：加载长度上总重力的10%，但公路-I级汽车荷载 的制动力标准值不得小于165kN。
制动力对墩身底纵向弯矩 = 制动力 × 对墩身底力臂
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 竖向力（kN) 纵向偏心弯矩（kN·m） 横向偏心弯矩（kN·m）
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
荷载组合I：永久荷载、汽车荷载、人群荷载组合； 荷载组合II：除上述荷载外，尚计入风荷载和制动力。
V M [ ]
AW
每个荷载组合时，地基土的承载力可按纵桥向和横桥向分别计算。
2、墩帽和墩身自重
3、汽车荷载及人群荷载
两跨有荷载，在右跨左支点处设集中荷载Pk
左反力 Rl=2×0.5×qk×l0 右反力Rr=2×0.5×qk×l0+2×1.2×Pk 顺桥向偏心弯矩 横桥向偏心弯矩 人群荷载作用下的左右反力
公路桥墩活载布置图式
Ng+ Np Ng+ Np
G (a)
墩身 3.681 10.477 77.959 232.363
制动力
165 1076.46
二、墩身验算 组合1（不计横向风荷载）
① 竖向力
0Nd 1.0[1.2 (2291.934 2 2043.3) 1.4 (309.75 976.95) 0.81.488.5 2]
9952.222kN
横向偏心弯矩 M=（976.950+309.750）×0.55=707.690kN·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
某桥桥墩结构计算知识讲解
某桥桥墩结构计算设计计算书设计人：日期：复核人：日期：审核人：日期：２０17年2月F匝道桥桥墩计算一、概述本桥上部结构采用2×(4×25)+4×（3×25）PC连续箱梁+1×43.5简支钢箱梁+4×17钢筋砼连续箱梁+1×33简支钢箱梁+（18+20.5）+3×21+3×46+4×25米PC 连续箱梁，下部桥墩采用花瓶墩、板式墩配桩基础。
现选取其中有代表性的21#墩（花瓶墩（1.7x2.2米），上部为43.5米钢箱梁接4x17米钢筋砼现浇梁）、23#墩（板式墩（4x1.8米），上部为4x17米钢筋砼现浇梁）、25#墩（花瓶墩（1.5x2.0米），上部为33米钢箱梁接4x17米钢筋砼现浇梁），相应构造见下图：21#墩构造（单位：cm）23#墩构造（单位：cm）25#墩构造（单位：cm）材料：墩身：C40砼承台： C30砼桩基： C25砼其中21#墩墩高：32.3m，23#墩墩高：33.4m，25#墩墩高：32.9m。
二、使用阶段荷载效应1）结构恒载2）活载:包含活载引起的竖向反力及引活载引起的纵横向弯矩3）风荷载：按规范JTG D60－2004第4.3.7条计算：单独风荷载作用时选用27.4m/s（1/100），风荷载与其它荷载共同作用时选用25.8 m/s（1/50）4）船撞击力：根据《荆东互通水中桥墩群防撞设施设计说明》确定，并考虑1.1的安全系数：主要荷载工况：①恒载+活载+风荷载②恒载+活载+船撞力③恒载+风荷载+船撞力④恒载+风荷载（百年一遇）三、结构内力计算1）单项结构内力计算2）组合内力计算3）结构验算取用内力根据上述计算，结构横桥向强度由恒载+风荷载+船撞力（偶然组合）控制，顺桥向强度由恒载+活载+船撞力（偶然组合）控制，结构正常使用阶段由恒载+活载+风荷载组合控制。
四、截面配筋验算墩号承载能力极限组合结构抗力承载能力极限组合结构抗力横桥向控制内力顺桥向控制内力轴力横向弯矩轴力横向弯矩轴力横向弯矩轴力横向弯矩（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN）（kN.m）21 6300.3 8557.8 7253.0 19489.4 7186.6 5269.4 25198.0 55771 23 10612.6 15459.0 48910.2 177800 11505.2 9472.6 35259.8 76854.8 25 5844.5 8237.0 6526.0 17539.5 6633.8 5559.5 15939.0 35923墩号恒载+活载+风荷载裂缝短期效应组合长期效应组合轴力横向弯矩纵向弯矩轴力横向弯矩纵向弯矩横向纵向（kN）（kN.m）（kN.m）（kN）（kN.m）（kN.m）（mm）（mm）21 7186.6 1771.5 2390.5 6806.7 1448.7 1584.2 0.064 0.063 23 11505.2 2419.8 2861.1 11122.6 1731.2 1809.2 全截面受压0.044 25 6633.8 1233.3 2322.7 6295.6 979.6 1464.7 0.064 0.076附表1：21#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
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。
简单桥梁结构计算公式
简单桥梁结构计算公式简单桥梁结构是指由简单的梁、桁架等构件组成的桥梁结构。
在设计和施工过程中，需要对桥梁结构进行计算，以保证其安全性和稳定性。
下面将介绍一些常用的简单桥梁结构计算公式。
1. 梁的受力计算公式。
在桥梁结构中，梁是承受荷载的主要构件之一。
梁的受力计算公式可以通过以下公式进行计算：M = -EI(d^2y/dx^2)。
其中，M为梁的弯矩，E为弹性模量，I为截面惯性矩，y为梁的挠度，x为梁的距离。
通过这个公式可以计算出梁在不同位置的弯矩，从而确定梁的受力情况。
2. 桁架的受力计算公式。
桁架是另一种常见的桥梁结构，其受力计算公式可以通过以下公式进行计算：F = σA。
其中，F为桁架的受力，σ为应力，A为受力面积。
通过这个公式可以计算出桁架在受力情况下的应力值，从而确定桁架的受力情况。
3. 桥墩的承载力计算公式。
桥墩是桥梁结构的支撑部分，其承载力计算公式可以通过以下公式进行计算：P = Aσ。
其中，P为桥墩的承载力，A为承载面积，σ为应力。
通过这个公式可以计算出桥墩在承载荷载时的承载能力，从而确定桥墩的稳定性。
4. 桥面板的受力计算公式。
桥面板是桥梁结构的行车部分，其受力计算公式可以通过以下公式进行计算：q = wL/2。
其中，q为桥面板的荷载，w为单位面积荷载，L为荷载长度。
通过这个公式可以计算出桥面板在受力情况下的荷载值，从而确定桥面板的受力情况。
5. 桥梁整体结构的受力计算公式。
桥梁整体结构的受力计算是指对整个桥梁结构进行受力分析，其计算公式可以通过有限元分析等方法进行计算，得出桥梁结构在受力情况下的应力、变形等参数，从而确定桥梁结构的受力情况。
在实际的桥梁设计和施工过程中，需要综合运用以上的计算公式，对桥梁结构进行全面的受力分析和计算，以保证桥梁结构的安全性和稳定性。
同时，还需要考虑桥梁结构的材料、施工工艺等因素，进行合理的设计和施工，从而确保桥梁结构的质量和可靠性。
总之，简单桥梁结构的计算公式是桥梁设计和施工过程中的重要工具，通过合理的计算和分析，可以确保桥梁结构的安全性和稳定性，为人们的出行和物资运输提供良好的保障。
桥梁墩身计算长度算法探究
桥梁墩身计算长度算法探究桥梁设计过程中需要利用桥墩计算长度系数来考虑结构的二阶效应，而规范暂时没有提供一个可供工程设计人员方便使用的方法，文章介绍一种能够较为准确计算长度系数而且具有可操作性的方法，即有限元法。
标签：桥墩；计算长度；有限元法1 前言目前，桥梁设计过程中，对结构进行桥墩承载力及稳定分析时，均需要计算墩身的计算长度lo，进而也就需要计算长度系数μ（lo=μ*l）。
根据材料力学或按照《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（下面简称《桥规》）5.3.1给出的部分特殊约束情况下计算长度系数：两端固定时μ=0.5，一端固定一端为不移动的铰时μ=0.7，两端均为不移动的铰时μ=1，一端固定一端自由时μ=2，其他情况根据工程经验选取。
实际计算中μ选取的偏差对计算结果会产生较大的影响，这就给设计者带来了一个麻烦——如何能够较为准确的选取μ。
文章将介绍一种能够较为准确的计算长度系数μ的方法：有限单元法。
2 算法介绍本算法计算推导过程中需要用到轴压杆件第Ⅰ类稳定的欧拉公式，即结构力学中虽然有计及轴向力影响下的杆端力与杆端位移的精确关系式，但是本方法所得稳定方程阶数较高，并且属于超越方程，难以手算或编程通过计算机解决。
有限单元法利用统一而简单的近似位移函数来描述单元的变形，然后利用虚工原理导出杆端力与杆端位移之间的关系。
由材料力学可知，本法对不计轴向力影响的杆件是精确的，但是对于考虑轴向力影响的杆件，本方法是近似。
但是通过划分单元仍可以达到工程需要的精度。
由虚功原理法，可得k？滓（具体推到过程见结构力学，文章不再赘述）由公式（7）可知：单元的几何刚度矩阵是对称矩阵，其各项元素的值与单元轴向力FP成正比。
由公式（6）（7）可得Fp的高阶方程，取出解中的最小根即为结构临界荷载。
本过程可通过有限元软件屈曲分析模块完成，如Midas、ansys等。
取得所需方向的一阶失稳临界荷载Fp，即上述Pcr，继而求得长度系数μ。
桥墩计算书
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；横桥向水平风力计算表参数k0k1k2k3k5桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。
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结构轴力图活载横桥向墩底内力左右工况1 N 1029.63 N -23.03 Q 5.38 Q 5.38 M 16.96 M 72.57工况2 N 1650.48 N 362.82 Q 11.97 Q 11.97 M 111.86 M 11.93工况3 N 1447.94 N 907.662）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。
桥梁工程主要工程量计算(带公式)
桥梁工程主要工程量计算(带公式)
本桥共有四种桥墩形式，分别是柱式、空心、薄壁和墙式桥墩。
其中，空心墩是最难计算的。
接下来，我们将从易到难，逐一说明各种桥墩的工程量计算公式。
对于1、2、3号柱式桥墩，每个墩柱直径均为1.8m。
因此，柱式桥墩的总工程量等于每个墩柱的总长与墩柱截面积的乘积。
每个墩柱的截面积可以通过四分之π乘以直径的平方来计算。
1号墩柱均长9.0m、2号墩柱均长10.m、3号墩柱均长17.0m，每个墩均有3个墩柱。
因此，1、2、3号柱式桥墩的
总工程量为274.8（m3）。
5、6号薄壁桥墩由两个带圆角的扁矩形柱组成，每个扁
矩形柱的外框尺寸均为12.85m和 1.80m，截面积相等。
因此，薄壁桥墩的总工程量等于各个扁矩形柱的总长与扁矩形柱截面积的乘积。
每个扁矩形柱的截面积可以通过计算中间大矩形面积、长边两个长矩形面积、短边两个短矩形面积和一个圆形面积来得出。
5、6号薄壁桥墩的总工程量为2868.5（m3）。
7号墙式桥墩的截面形状为……（此处缺失）。
在图纸上，钢筋的长度通常以米为单位，直径则以毫米为单位标出。
那么，如何计算钢筋的重量呢？已知钢筋的长度，如果能根据钢筋的直径推算出每米重量，那么就能计算出整根钢筋乃至整个结构的钢筋重量了。
钢筋的直径和每米重量之间有什么关系呢？答案是：直径的平方乘以0.617，就是每米公斤重。
例如，钢筋直径为
φ12mm，每米重量就是1.2×1.2×0.617=0.888kg。
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设计计算书
设计人：日期：复核人：日期：审核人：日期：
2０１７年2月
Ｆ匝道桥桥墩计算
一、概述
本桥上部结构采用２×(4×25)＋4×（3×25)PC连续箱梁+1×43．5简支钢箱梁+４×１7钢筋砼连续箱梁+１×3３简支钢箱梁+(18+20．5）+３×２1+3×4６＋4×25米PC连续箱梁,下部桥墩采用花瓶墩、板式墩配桩基础。
现选取其中有代表性的2１#墩(花瓶墩（1.7x2.2米),上部为43.5米钢箱梁接4ｘ17米钢筋砼现浇梁)、２3#墩(板式墩(4x１.8米）,上部为4x17米钢筋砼现浇梁）、25＃墩(花瓶墩(1.5ｘ２．0米)，上部为３3米钢箱梁接4x１７米钢筋砼现浇梁)，相应构造见下图：
21＃墩构造(单位:cm）
２3＃墩构造（单位:cｍ)
２5#墩构造 (单位:cm）
材料: 墩身:C4０砼
承台 : C3０砼
桩基 : C25砼
其中2１#墩墩高:3２.3m,23＃墩墩高：3３.４m，25#墩墩高：32.9m。
二、使用阶段荷载效应
１)结构恒载
２）活载：包含活载引起的竖向反力及引活载引起的纵横向弯矩
3）风荷载：按规范ＪTG D6０－2004第 4.3.7条计算:单独风荷载作用时选用27.4m/s （1/100)，风荷载与其它荷载共同作用时选用25.8 ｍ／s(1／５0)
4)船撞击力：根据《荆东互通水中桥墩群防撞设施设计说明》确定,并考虑1.1的安全系数:
主要荷载工况:
①恒载＋活载+风荷载
②恒载+活载+船撞力
③恒载＋风荷载+船撞力
④恒载+风荷载(百年一遇)
三、结构内力计算
1)单项结构内力计算
2)组合内力计算
３）结构验算取用内力
根据上述计算,结构横桥向强度由恒载+风荷载+船撞力(偶然组合）控制,顺桥向强度由恒载+活载+船撞力（偶然组合）控制，结构正常使用阶段由恒载＋活载+风荷载组合控制。
四、截面配筋验算
附表1:
２１#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果:
本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
２１＃墩横桥向墩身承载力及裂缝验算,计算过程及结果:
1、已知的计算参数结构重要性系数 γ0
构件的计算长度 L 0（m）截面高度 h(m)截面宽度 b(m)
纵向受拉的普通钢筋直径 (mm)纵向受拉的普通钢筋根数
纵向受压的普通钢筋直径 (mm)纵向受压的普通钢筋根数
混凝土轴心抗压强度设计值 fcd(MPa) 普通钢筋抗拉强度设计值 fsd(MPa)普通钢筋抗压强度设计值 f'sd(MPa)普通钢筋的弹性模量 Es(MPa)混凝土的极限压应变 εcu 轴向力 N d (KN)弯矩 M d (KN.m)
相对界限受压区高度 ξb (m)系数 β
282828纵向受拉的普通钢筋至受拉边的距离 a s (m)0.1纵向受压的普通钢筋至受压边的距离 a's (m)0.1286300.38557.83302.0E+050.0033330纵向受拉的普通钢筋截面面积 A s (cm 2)172.4纵向受压的普通钢筋截面面积 A's (cm 2
)172.41.72.21.118.40.8
400.56
本墩横桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
附表２:
2３#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果:
本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
２３#墩横桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果:
本墩横桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
附表３:
25#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算,计算过程及结果:
本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
25＃墩横桥向墩身承载力及裂缝验算,计算过程及结果：
本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。