12.2桥梁墩台的计算

������ 第三种组合。桥墩各截面在横桥方向上可能产生最 大偏心和最大弯矩。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。
（2）拱桥重力式桥墩
������ 顺桥向的作用及其效应组合。
普通桥墩：为相邻两孔的永久作用，在一孔或跨径较大 的一孔满布可变作用的一种或几种，并计及由此对桥墩 产生不平衡水平推力、竖向力和弯矩。 单向推力墩：只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷 载作用力。
（2）内力计算
控制截面通常选在支点和跨中截面。 支点负弯矩：非对称布置车道荷载、人群荷载，恒 载的反力； 跨中正弯矩：对称布置车道及人群荷载，恒载的反 力。
桥墩沿纵向的水平力以及上部结构可变作用的偏心 对盖梁将产生扭转，计算中应加以考虑。
（3）作用效应组合及内力包络图
（4）截面验算及配筋
12.2.3 重力式桥台计算 （1）梁桥重力式桥台 1）作用布置（只考虑顺桥向）。 ������ 汽车荷载（车辆荷载）可按以下三种情况布置： （1）仅布置在台后填土的破坏棱体上； （2）仅布置在桥跨结构上； （3）在桥跨结构上和台后填土破坏棱体上同时布置。
2）刚度比小于5或桥墩承受较大横向力时，盖 梁应作为横向刚架的一部分进行计算。
������ 设计方法： 1）当l/h>5.0时，应按一般构件的有关 规定计算；2）当简支梁2.0<l/h≤5.0， 对连续梁2.5<l/h≤5.0时，按本节规定 进行验算和配筋； 3）对于简支梁l/h≤2.0,对于连续梁 l/h≤2.5时，应按深梁计算。
������ 横桥向的作用及其效应组合。对于公路桥梁，横桥方 向的受力验算一般不控制设计。
2. 重力式桥墩验算 ������ 重力式桥墩的一般计算程序
重力式 桥墩
强度 偏心矩 稳定
圬工结构
（1）桥墩墩身强度验算 ������ 验算截面的选取： 较矮的桥墩：墩身底截面和突变处截面； 较高的桥墩，沿竖向每隔2~3米验算一个截面。
验算步骤：
1）内力计算。按照各种组合，分别计算各验算截面的竖 向力∑N、水平力∑H和弯矩∑M。 2）截面强度的验算。重力式墩台主要采用圬工材料建造， 一般为偏心受压构件，截面强度的设计验算采用分项安全 系数的极限状态法。在不利荷载组合作用下，验算墩台各 控制截面荷载效应的设计值（内力）应小于或等于结构抗 力效应的设计值，以方程表示为
说明： 1、在个别情况下，还要考虑在架梁之前，台后已填 土完毕并在其上布置有施工荷载的情形。 2、在计算台后的土侧压力时，一般按主动土压力计 算，其大小与土的压实程度有关。因此，在计算桥 台前端的最大应力，向桥孔一侧的偏心和向桥孔方 向的倾覆与滑动时，按台后填土尚未压实考虑；当 计算桥台后端的最大应力，向路堤一侧的偏心和向 路堤方向的倾覆与滑动时，则按台后填土已经压实 考虑。
Sd ( so sl Q) Rd (
Rj
m
, ak )
3）截面偏心距验算。桥墩承受偏心受压荷载时，各验算 截面在各种组合的偏心距
e0
M N 应小于<<公路砖石及
混凝土桥涵设计规范>>表3.0.2-1的容许值。如果超过时，
可按下式确定截面尺寸
4）抗剪强度的验算。当拱桥相邻两孔的推力不相等时， 常常要验算拱座底截面的抗剪强度。
2）作用组合。 根据作用布置情况，重力式桥台通常进行如下几种组合： 1 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (此组合是验算地基永久荷载作用时的合力偏心距)。 2 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力。 3 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力+制动力。 4 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的车道荷载和人群荷载+土侧压力+支座摩阻力。 5 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的车辆荷载所引起的土侧压力)。 6 、上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的车辆荷载所引起的土侧压力)+支 座摩阻力。
（1）作用效应计算
1）永久作用。 2）可变作用。分别按其在盖梁上可能产生的最 不利情况，求出支点最大反力作为盖梁的可变 作用。车道荷载及人群荷载横向分布计算：当 对称布置时，按杠杆原理法计算；当非对称布 置时，按其它方法计算。 3）施工吊装荷载。盖梁在施工过程中，荷载的 不对称性很大，各截面将产生很大的弯矩，因 而要根据当时的架桥施工方案可能出现的施工 荷载进行组合，对各截面的受弯、受剪进行验 算。
总之，在墩台设计计算过程中，应根据墩台的构造 和受力特点，考虑工作阶段，给出可能同时作用荷 载的效应组合，以确定出最不利的受力状态。
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12.2.1 重力式桥墩 1. 作用组合 （1）梁桥重力式桥墩 ������ 第一种组合。在桥墩各截面上可能产生的最大竖 向力。用来验算墩身强度和基底最大应力。 ������ 第二种组合。桥墩各截面在顺桥方向上可能产生 的最大偏心距和最大弯矩，用来验算墩身强度、基底 应力、偏心以及桥墩的稳定性。
思考题 （1）梁桥桥墩有哪几种类型，各自的适用范围是什么？ （2）梁桥台有哪几种类型，各自的适用范围是什么？ （3）拱桥桥墩有哪几种类型，各自的适用范围是什么？ （4）拱桥桥台有哪几种类型，各自的适用范围是什么？ （5）梁桥重力式桥墩荷载不利布置方式有哪种？ （6）与梁桥相比，拱桥重力式桥墩的荷载组合有哪些 不同？ （7）重力式桥墩验算有哪些内容？ （8）梁桥重力式桥台荷载不利布置方式有哪几种？ （9）双柱式盖梁的计算要点是什么？
注意：在墩台抗倾覆、抗滑移稳 定性验算时，应分别按最高设计 水位和最低水位的不同浮力进行 组合。
12.2.2 桩柱式桥墩计算特点
1．盖梁设计 ������ 计算图式： 盖梁与桩柱实际为刚接，但可根据情况适当进 行简化： 1）盖梁与桩柱的线刚度比大于5时，忽略节点 不均衡弯矩的分配及传递，双柱式墩按简支梁 或双悬臂梁计算和配筋，多根柱的盖梁按连续 梁计算；
（2）拱桥重力式桥台 1）作用布置（只考虑顺桥向）。 1 、桥上布置车道荷载及人群荷载，使拱脚水平推力HQk 达到最大值、温度上升，制动力向路堤方向，台后按压 实土考虑土侧压力，使桥台有向路堤方向偏移的趋势； 2 、台后破坏棱体上有车辆荷载，桥跨上无车道荷载及 人群荷载，温度下降，台后按未压实土考虑土侧压力， 拱圈材料收缩作用使桥台有向桥跨方向偏移的趋势。
（2）墩顶水平位移的验算对于高度超过20m的重力式 墩台及轻型墩台，应验算顶端水平方向的弹性位移， 并使其符合规定要求。墩台顶面水平位移的容许极限 值为
（3）基础底面土的承载力和偏心距的验算见《基础 工程》课
（4）桥墩的整体稳定性验算 1）倾覆稳定性验算。 抵抗倾覆的稳定系数：
2）滑动稳定性验算。抵抗滑动的稳定系数：
12.2 桥梁墩台的计算 一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合 永久作用：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； 作 用 可变作用：汽车荷载、汽车冲击力、离心力、 汽车荷载引起的土侧压力、人群荷载、纵、横 向风力、汽车制动力、流水压力、冰压力、支 座摩阻力；在超静定结构中尚需考虑温度变化 的影响力； 偶然作用：船只或漂流物撞击力，地震力；