一、重力式墩台的验算
桥梁墩台的计算
汽车荷载的制动力是桥梁墩台承受的主要纵向水平力之一， 当汽车荷载在桥上制动或减速时，在车轮与桥面之间产生相互 作用力，此时桥面受到方向与车辆行进方向相同的力，即称制 动力，制动力可按公路桥涵设计规范中有关规定计算。在计算 梁式桥墩台时，制动力可移至支座中心（铰或滚轴中心）或滑 动 、流支水座压、力橡及胶冰压支力座、摆动支座的底座面上。
荷载，在墩台设计计算时要进行抗震验算和必要的防护构造措施设计。
（二）荷载组合
桥梁墩台计算时，预先很难确定那一种荷载组合最不利。通常需 要对各种可能的荷载进行组合计算，满足各种不同的要求。在墩台的 计算中，尚需考虑按顺桥向(与行车的方向平行)和横桥向分别进行， 故在荷载组合时也需按纵向及横向分别计算。
作用在桥墩上的流水压力，可按公路桥涵设计规范的有关规定计算。 流水压力的合力作用点，假定在设计水位以下水深处，即假定河底的流速 为零，作用力的分布呈倒三角形。
严寒地区位于有冰棱河流或水库中的桥梁墩台，应根据当地冰棱的具 体情况及墩台形状计算冰压力。冰压力有竖向和水平向作用力，主要是水 平向作用力。竖向力是由冰层水位升降而对桥梁墩台产生的作用；水平向 作用力包括因风和水流作用于大面积冰层而产生的静压力、冰堆整体推移 产生的静压力、、河流流冰产生的动压力等。
节桥梁墩台的计算
一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合
永久荷载： 恒载、土重和侧向土压力、预应力（组合式桥墩）、混凝 土收缩及徐变的影响力、水的浮力；
基本可变荷载： 汽车荷载、汽车冲击力、离心力、汽车荷载引起的
荷
侧向土压力、人群荷载、挂车或履带车荷载及其引
载
起的土侧压力；
其它可变荷载： 其它可变荷载有风力、汽车制动力、流水压力、冰压
桥梁墩台计算
12.2.1 重力式桥墩
1．作用(荷载)及其组合
在第一章总论里，已经对公路桥涵设计所用的作用（荷载）及其组合作了详细介绍，本 节仅结合桥墩计算所应考虑的内容予以阐述。
桥墩计算中考虑的永久作用为： ·上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力，包括上部构造混凝土收缩及徐变作用； ·桥墩自重，包括在基础襟边上的土重； ·预加力，例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预加力； ·基础变位作用，对于奠基于非岩石地基上的超静定结构，应当考虑由于地基压密等引 起的支座长期变位的影响，并根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附加内力； ·水的浮力，基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位 的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。基础嵌入不透水 性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。对桩 嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩 的截面面积。当不能确定地基是否透水时，应以透水或不透水两种情况与其他作用组合，取 其最不利者。 桥墩计算中考虑的可变作用为：
以上所述的各种作用效应组合是对重力式桥墩而言的，对于其它型式的桥墩，则要根据 它们的构造和受力特点进行具体分析，然后参照上述的一般原则，进行个别的作用效应组合。 这里要提出注意的是：
○1 不论对于哪一种型式的桥墩，在计算中对于各种荷载组合都要满足《桥规》中所规定 的强度安全系数和结构稳定系数。
○2 桥规中还规定，在可变作用中，有些荷载不应同时考虑（见第一章表 1.15），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。
N ——作用于基础底面合力的竖向分力； a、b——横桥方向及顺桥方向基础底面积的边长；
桥梁的墩台和基础
第五讲桥梁的墩台和基础一桥梁的墩台（一）梁桥的重力式墩台依靠其自身的重力及作用其上的重力维持稳定的，称为重力式墩台。
桥墩由墩帽、墩身和基础组成。
桥台由台帽、台身、基础和侧墙、护坡等组成。
墩（台）帽上安放支座，形成桥面横披，调整邻跨的支座高度。
1. 墩帽墩帽宽度，顺桥方向为b：： b≥f + a0 + 2c1 + 2c2≥ 100cm 横桥方向为B B≥s + b0 + 2c1 + 2c2 f——相邻两跨支座中心的距离S——两外侧主梁（支座）的中心距 c2---20—40cm； c1一般5—10cm2. 墩身平面形状可用圆端形或尖端形；墩顶宽度，小跨径桥梁不宜小于0.8m，中跨径桥梁不宜小于1.0m；墩身侧面坡度5号或15号以上的混凝土浇筑或用浆砌块石或料石砌筑，也可用混凝土预制块砌筑。
大桥常采用钢筋混凝土空心墩3. U形桥台适用于填土高度小于8~10m的桥梁。
二）拱桥的重力式墩台墩帽上设拱座，以支承拱脚；墩顶的宽度 约为拱跨的1/10~1/25（石砌墩）， 1/15~1/30（混凝土墩）。
重力式桥台、齿键式桥台、组合式桥台(三) 轻型墩台利用钢筋混凝土的强度和整体刚度，或某种支承构件，形成墩台 。
1．桩柱式桥墩桩柱式桥墩，由柱、盖梁、横系梁组成，用于跨径不大（ 8~12m）的梁桥。
盖梁高度一般为盖梁宽度的0.8 ~ 1.2倍。
柱的布置，宜使恒载作用下，盖梁在柱顶内外两侧的弯矩接近相等。
桩柱式墩， H大于7m时，应该设横系梁。
桩柱式桥台常作成埋置式的。
台帽上设耳墙2. 轻型桥台3. 钢筋混凝土薄壁墩台4.城市立交的轻型墩台二桥梁的基础桥梁的基础，将桥梁墩、台的各种荷载传至地基。
桥梁的基础的设计首先要确定基底的埋置深度和基础类型。
要仔细分析地质勘察资料，拟定基础埋置深度，再经计算决定。
基底的埋置深度：在地面下或河床下至少1m ；在局部冲刷线下至少1.0 ~ 4.0m；在冻结线下（冻胀土）至少0.25m 。
桥梁工程习题及参考答案
一、填空题1)公路桥梁的作用按其随时间变化的性质，分为永久作用、可变作用、偶然作用。
2)按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为梁桥、拱桥、悬索桥以及组合体系。
3)桥跨结构在温度变化、混凝土的收缩和徐变、各种荷载引起的桥梁挠度、地震影响、纵坡等影响下将会发生伸缩变形。
4)钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类，有受力钢筋和构造钢筋。
5)作用代表值包括标准值、准永久值、频遇值。
6)桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径的确定、桥梁的分孔、桥面的标高及桥下净空、桥上及桥头引导纵坡的布置。
7)桥台的常见型式有重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台和框架式桥台等。
8)公路桥面构造包括桥面铺装、防水和排水系统、桥面伸缩装置、人行道及附属设施等。
9)悬索桥主要由桥塔、锚碇、主缆和吊索等组成。
10)重力式桥墩按截面形式划分，常见的有矩形、圆形、圆端形和尖端形等。
11)常见的轻型桥台有薄壁轻型桥台、支撑梁轻型桥台、框架式轻型桥台、组合式轻型桥台等。
12)设计钢筋混凝土简支T梁，需拟定的主要尺寸有梁宽、梁高、腹板厚度、翼缘板厚度。
13)柱式桥墩的主要型式主要有独柱式、双柱式、多柱式和混合式。
14)桥梁支座按其变为的可能性分为活动支座和固定支座。
15)支座按其容许变形的可能性分为固定支座、单向支座和多向支座。
16)常用的重力式桥台有U形桥台、埋置式桥台、八字式桥台、一字式桥台等。
17)桥梁的主要组成部分包括桥墩、桥台及桥跨结构等。
18)桥梁设计一般遵循的原则包括安全性、适用性、经济性、先进性和美观等。
19)荷载横向分布影响线的计算方法主要有：杠杆原理法、偏心压力法、铰接板法、比拟正交异性板法。
20)通常将桥梁设计荷载分为三大类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载。
21)公路桥梁设计汽车荷载分为公路-I级、公路-II级两个等级，它包括车道荷载和车辆荷载，其中车辆荷载用于桥梁结构的局部加载和桥台验算。
22)桥梁净空包括设计洪水位和桥下通航净空。
23)进行扩大基础验算时，常进行基底的倾覆稳定性和滑动稳定性检算。
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
重力式U型桥台的验算及裂缝分析
浅谈重力式U型桥台的验算及裂缝分析摘要：在u型桥台的建设过程中经常出现问题，u型桥台主要的受力部分为前墙，因此前墙的设计及施工对整个桥台的结构是最重要的，本文通过近年来实际工程中出现了大量的不同裂缝、破损和倾覆等，这些问题对桥梁的正常使用造成了不可估量的影响。
关键词：重力式u型桥台；稳定性；开裂中图分类号： u445 文献标识码： a 文章编号：1、引言重力式桥台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材料建造，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字形结构而得名。
其优点是构造简单，可以用混凝土或片、块石砌筑。
缺点是桥台体积和自重较大，也增加了对地基的要求，此外，桥台的两侧之间填土容易积水，结冰后冻胀，使侧墙产生裂缝。
所以宜用渗水性较好的土夯填，并做好台后排水。
因此，u型桥台在工程实施中存在的病害较多，一些桥梁在交付使用后不久甚至在施工过程中就产生各种严重问题，不仅影响公路的正常使用，而且维修加固也要耗费高额费用。
2、设计算例本文根据某特大桥为工程背景，大桥为大跨度波形钢腹板预应力混凝土刚构桥，其跨径布设为85+148+85米，桥梁起点桩号k22+336.962，跨中桩号k22+503，终点桩号k22+665.013，全长326米，桥面总宽12米，桥面行车道宽11米，两侧各设0.5米宽的防撞护栏。
两幅桥梁总面积7488平方米。
道路等级：高速道路；计算行车速度：80km/h；3、前墙的计算u型桥台设计方面主要要考虑前墙。
u型桥台的主要的受力部分为前墙，在宽度较大的桥台中，在前墙的一定位置设置了必要的变形缝后，其质量一般也能保证。
对于高度较大的桥台，地基和前墙前边的墙身的应力往往较大，为了改变这种应力分析状况，使其受力更合理，应当加宽基础襟边，同时前墙设置或者的前坡。
3．1 土压力的计算挡土结构物上受到的土压力和挡土结构与填土相对位移紧密相关。
第二章_桥梁墩台
适用范围：较宽较大的城市高架桥和立交桥中。
4.柔性墩 定义：将刚度不等的桥墩通过主（盖）梁连接为 一体，纵向水平力会按各桥墩的剪力刚度进行分配， 大部分传向刚度大的桥墩和桥台，小部分传给刚度小 的桥墩，使那些刚度小的桥墩在顺桥方向的墩身可以 做的很薄，叫做柔性墩。 常见类型：钢筋混凝土排架墩和薄壁墩。
二、桥台构造要求和尺寸拟定
（一）梁、板式桥桥台构造要求和尺寸拟定
1、台帽
台帽平面的顺桥向宽度b满足
b ? e1 e0 a + + c1 + c2 2 2
台帽横桥向宽度，一般要等于或大于桥面宽 度，或等于引道路基宽度。
2、台身 台身外轮廓尺寸一般确定如下： 台身横桥向宽度按台帽宽度确定。 顺桥向长度为保证桥台与引道的可靠衔 接，《公混桥规》规定：桥台侧墙（或 耳墙）后端伸人桥头锥坡顶点以内的长 度不应小于 750 mm，并设1.0 m竖直 段；锥坡与桥台（正交桥）两侧相交线 的坡度，当有铺砌时，路肩边缘下的第 一个6m高度内不宜陵于1：1；在6－ 12m高度内不宜陡于1：1.25；高于12m 的路基，其12m以下的边坡应由计算确 定，但不应陡于1：1.5；经常受水淹没 部分的边坡坡度不应陡于1：2。
B ? B1
a1 + b
2．墩身
对石砌实体墩身，石料强度不低于MU25，M10以上砂
浆砌筑；当采用混凝土时，强度等级要不低于C20，为节 约水泥，可在中间掺入不多于25％的片石，对轻型桥墩墩 身，应采用不低于C25的混凝土或钢筋混凝土。 实体桥墩墩身坡一般20：1~ 30：1 ，当为小跨径桥墩
时，可做成直坡。
h = h1 + h2
第三节 墩台验算
一、墩台顶帽的验算 （一）梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算 按配置间接钢筋的混凝土构件确定墩台帽支座垫板
[工学]第一章 桥梁墩台的设计和构造-文档资料
![[工学]第一章 桥梁墩台的设计和构造-文档资料](https://img.taocdn.com/s3/m/ba3d2283dd3383c4bb4cd288.png)
二、桥墩的稳定性验算 1.纵向挠曲稳定性验算
抗倾覆稳定性验算
2.整体稳定性验算
抗滑稳定性验算
抗倾覆稳定系数K0
M稳 M倾
抗滑稳定性系数Kc
Pi Hip H ia
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考 虑沉降量时,均应计算其沉降.
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，包括在基础襟边上的土重； 3．预应力 4.基础变位影响力 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)支座摩阻力来自一、梁桥桥墩矩形
实体墩
按
分类: 受 刚性墩 构 空心墩
截 圆形 面 圆端形
力 柔性墩 造 柱式墩
形
框架墩等
式 分
尖端形
1.实体桥墩:桥墩由一个实体结构组成。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 和实体薄壁式桥墩由墩帽、墩身和基础构成。
墩帽:通过支座将上部结构的作用传至墩身.
尺寸拟订: (1)顺桥向墩帽最小宽度b 双排支座时:
• 1.永久作用 • 上部结构自重 • 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
2.作用效应组合
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、重力式墩台的验算
（一）截面强度验算
重力式墩台主要采用圬工材料建造，一般为偏心受压构件，根据《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61—2005），其设计过程采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，采用分项系数表达式进行计算。
在不利荷载组合作用下，验算墩台各控制截面作用效应的设计值（内力）应小于或等于结构抗力效应的设计值。
0(,)d d S R f a γ≤
S―作用效应组合设计值，按《通规》JTGD60-2004的规定计算； R(.) ―构件承载力设计值函数； f d ―材料强度设计值 ;
a d ―几何参数设计值，可采用几何参数标准值，即设计文件规定值。
具体的墩台截面的强度验算包括以下各项内容： （1）选取验算截面
1）通常选取墩台身的基础顶面与墩台身截面突变处。
2）采用悬臂式墩台帽的墩身，除对墩台帽进行验算外，应对墩台帽交界处墩身截面进行验算。
3）当桥墩、桥台较高时，需沿墩台身每隔2~3米选取一个验算截面。
（2）验算截面的内力计算
按照各种组合，分别计算各验算界面的竖向力、水平力和弯矩，得到N ∑、H ∑及M ∑，并按下式计算各种组合的竖向力设计值：
0j d N N γ=∑
式中：j N ——各种组合中最不利的设计荷载效应（竖向力）；
d N ——各种组合中按不同荷载算得的竖向力设计值；
（3）砌体构件受压承载力计算 承载能力极限状态验算：按轴心或偏心受压构件验算墩身各截面的承载能力。
对于砌体以及混凝土截面，要分别采用《圬规》相应条款4.0.4~4.0.8的规定计算。
如果不满足要求就应根据4.0.10修改墩身截面尺寸重新验算；
（4）截面偏心距验算
如超过表4.0.9限制时，可按下式确定截面尺寸：
1）单向偏心：
1
tmd
d
Af
N
Ae
W
γϕ
≤
-
2）双向偏心：
1
tmd
d
y
x
y x
Af
N
Ae
Ae
W W
γϕ
≤
+-
W y、W x―双向偏心时，构件x方向受拉边缘绕y轴的截面弹性抵抗矩和构件y方向受拉边缘绕x轴的截面弹性抵抗矩，对于组合截面应按弹性模量比换算为换算截面弹性抵抗矩；
f tmd―构件受拉边层的弯曲抗拉强度设计值，按《圬规》表3.3.2、表3.3.3-4和表3.3.4-3采用；
ex、ey―双向偏心时，轴向力在x方向和y方向的偏心距；
φ―砌体偏心受压构件承载力影响系数或混凝土轴心受压构件弯曲系数，分别参见《公路圬工桥涵设计规范》第4.0.6条和4.0.8 条。
（二）墩台整体稳定性验算
（1）抗倾覆稳定验算
101
M
K K
M
=≥
稳
倾
（2）抗滑移稳定验算
202i ip
ia
P H K K H
μ+=
≥∑∑∑
（三）墩台顶水平位移计算 （1）水平位移的规定
对于高度超过20m 的重力式墩台及轻型墩台，应验算墩台顶水平方向的弹性位移，并符合规定要求。
墩台顶面水平位移容许极限值为：
（2）水平弹性位移的计算
计算时可认为墩台身相当于一固定在基础顶面的悬臂梁，不考虑上部结构对墩台顶位移的约束作用，可按共轭梁法计算墩台身弹性变形引起的位移，其一般计算式：
在具体的计算中，对于边界面墩台水平位移，也可参考以下公式近似计算：
注意：在计算中将桥墩台视为固定在基础顶面的悬臂梁，完全忽略上部结构墩顶的约束，计算的结果是偏大的。