第二章桥墩计算
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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。
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥(单线),线路位于直线平坡地段。
该地区地震设防烈度为VI度,不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成,桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号:专桥(01)2051】组成,该梁全长32.6m,梁高2.65m,跨中腹板厚度0.18m,下翼缘梁端宽0.88m,上翼缘宽1.92m,为分片式T梁,两片梁腹板中心距为2.0m,桥梁跨中纵断面示意如图1-1所示。
每孔梁的理论重量为2276kN,梁上设双侧人行道,其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。
梁缝10cm,桥墩支承垫石顶面高程1178.12m,轨底高程1181.25m,全桥总布置见图1—2。
图1—1 桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 12+748.26D K 12+780.96D K 12+813.66D K 12+846.36D K 12+879.06D K 12+911.76D K 12+944.46D K 12+977.16D K 13+009.86D K 13+042.56D K 13+075.26D K 13+107.96D K 13+140.66D K 13+173.36D K 13+206.06D K 13+238.76D K 13+271.46D K 13+304.16D K 13+336.86D K 12+715.561166.401161.751161.161160.101156.211153.991152.221147.681144.611142.321139.411134.821136.781133.941133.361130.191125.911124.841123.83101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 13+369.56D K 13+402.26D K 13+598.46D K 13+434.96D K 13+467.66D K 13+500.36D K 13+533.06D K 13+565.76D K 13+925.46D K 13+958.16D K 13+631.16D K 13+663.86D K 13+696.56D K 13+729.26D K 13+761.96D K 13+794.66D K 13+827.36D K 13+860.06D K 13+892.761124.021120.411127.491122.151121.611121.401122.041123.041166.931133.431136.021141.661145.371147.991152.421156.931161.081163.92桥墩采用圆端形桥墩【图号:叁桥(2005)4203】和空心桥墩【图号:叁桥(2005)4205】2种,其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩,7#~32#采用空心桥墩。
铁路桥梁桥墩基础设计计算说明书第1章概述1.1 工程概况和设计任务该桥梁系某I级铁路干线上的特大桥(单线),线路位于直线平坡地段。
该地区地震设防烈度为VI度,不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成,桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号:专桥(01)2051】组成,该梁全长32.6m,梁高2.65m,跨中腹板厚度0.18m,下翼缘梁端宽0.88m,上翼缘宽1.92m,为分片式T梁,两片梁腹板中心距为2.0m,桥梁跨中纵断面示意如图1-1所示。
每孔梁的理论重量为2276kN,梁上设双侧人行道,其重量与线路上部建筑重量为35.5kN/m。
梁缝10cm,桥墩支承垫石顶面高程1178.12m,轨底高程1181.25m,全桥总布置见图1—2。
图1—1 桥梁跨中纵断面示意图图1—2全桥总布置图101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 12+748.26D K 12+780.96D K 12+813.66D K 12+846.36D K 12+879.06D K 12+911.76D K 12+944.46D K 12+977.16D K 13+009.86D K 13+042.56D K 13+075.26D K 13+107.96D K 13+140.66D K 13+173.36D K 13+206.06D K 13+238.76D K 13+271.46D K 13+304.16D K 13+336.86D K 12+715.561166.401161.751161.161160.101156.211153.991152.221147.681144.611142.321139.411134.821136.781133.941133.361130.191125.911124.841123.83101010101011111111111111111111111111111111111111地面高程里 程D K 13+369.56D K 13+402.26D K 13+598.46D K 13+434.96D K 13+467.66D K 13+500.36D K 13+533.06D K 13+565.76D K 13+925.46D K 13+958.16D K 13+631.16D K 13+663.86D K 13+696.56D K 13+729.26D K 13+761.96D K 13+794.66D K 13+827.36D K 13+860.06D K 13+892.761124.021120.411127.491122.151121.611121.401122.041123.041166.931133.431136.021141.661145.371147.991152.421156.931161.081163.92桥墩采用圆端形桥墩【图号:叁桥(2005)4203】和空心桥墩【图号:叁桥(2005)4205】2种,其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩,7#~32#采用空心桥墩。
圆端形桥墩工程量计算过程及方法
基础体积计算:
一、根据三视图可以判断底面为2个正四棱柱,根据柱体体积计算公式可以得出,V=V1+V2=(长×宽×高)+(长×宽×高)=(5.88×4.78×1)+(4.58×3.48×1)=44.045立方米
二、墩身体积计算:根据三视图和课本92页圆端形桥墩墩身体积拆分方法,可以认为墩身是由一个横卧的梯形柱和两个半圆台组成,根据计算方法V 梯=(侧面梯形面积×T形柱的厚度)=(1.9+2.68)×6÷2×1.5=20.61立方米。
圆台体积V=1/3(S上+S下+2S上×S下))×h=
(3.14×0.95×0.95+3.14×1.34×1.34+2S上×S下)×6=24.939立方米。
所以总体积=20.61+24.939=45.549方
三、托盘体积计算:
根据三视图和课本94页,圆端形桥墩托盘体积拆分方法,可以认为托盘是一个纵卧的梯形柱和两个半斜圆柱,根据体积计算方法V梯=(侧面梯形面积×T形柱的厚度)=(1.5+3.7)×1.4÷2×1.9=6.916立方米。
根据斜圆柱体积计算公式=圆底面×斜圆柱高=3.14×0.95×0.95×1.4=3.967,所以托盘体积=6.916+3.967=10.883。
第二章桥墩计算第一节重力式桥墩设计与计算一、荷载及其组合
(一)桥墩计算中考虑的永久荷载
(1)上部构造的恒重对墩帽或拱座产生的支示反力,包括上部构造混凝土收缩,徐变影响;
(2)桥墩自重,包括在基础襟边卜的土重;
(3)预应力,例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预应力;
(4)基础变位影响力,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K 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;
(5)水的浮力,位于透水性地基上的桥梁墩台,当验算稳定时,应计算设计水位时水的浮力;当验算地基应力时,仅考虑低水位时的浮力;基础嵌人不透水性地基的墩台,不计水的浮力;当不能肯
可以
定是否透水时,则分别按透水或不透水两种情况进行最不利的荷载组合。
(二)桥墩计算中考虑的可变荷载1.基本可变荷载
(1)作用在上部构造上的汽车佝载,对于钢筋混凝土柱式墩台应计人冲击力,对于重力式墩台则不计冲击力;
(2)作用于上部构造上的平板挂车或履带中荷载;
(3)人群荷载。
2 .其他可变荷载
(1)作用在上部构造和墩身上的纵、横向风力;
(2)汽车荷载引起的制动力;
(3)作用在墩身上的流水压力;
(4)作用在墩身上的冰压力;
(5)上部构造因温度变化对桥墩产生的水平力;
(6)支座摩阻力。
(三)作用于桥墩上的偶然荷载为:
1 .地震力;
2.船只或漂浮物的撞击力。
(四)荷载组合
1、梁桥重力式桥墩
1 )第一种组合按在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合。
它是用来验算墩身强度和基底最大应力。
因此,除了有关的永久而载外,应在相邻两跨满布基本可变荷载的一种或几种,即《桥规》中的组合I或组合川。
2)第二种组合按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进
行组合。
它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的稳定性。
属于这一组合的除了
有关的荷载外,应在相邻两孔的一孔上(当为不等跨桥梁时则在跨径较大的一孔上)布置基本可变载的一种或几种,以及可能产生的其他可变荷载,例如纵向风力、汽个制动力和支座
摩阻力等,即《桥现》中的组合n。
[歼MIU
LI
3)第三种组合按桥墩各截面在横桥方向上可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行
组合。
它是用来验算在横桥方向上墩身强度,基底应力、偏心以及桥墩的稳定性。
属于这一
组合的除了有关的永久荷载以外,要注意将基本可变荷载的一种或几种偏于桥面的一侧布置,此外还应考虑其他可变荷载(例如横向风力,流水压力或冰压力等)或者偶然荷载中的
船只或漂浮物的撞击力等,这相当于《桥规》中的组合n或组合w。
2、拱桥重力式桥墩
1)顺桥方向的荷载及其组合
对于通桥墩应为相邻两孔的永久荷载在一孔或跨径较大的一孔满布基本可变荷载的一
种或几种,其基可变荷载中的汽个制动力、纵向风力、温度影响力等,并由此对桥墩产生不
平衡水平推力、竖向力和弯矩。
对于单向推力墩则只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷载作用力。
符号意义如下:
图中符号意义如下:
G ――桥墩自重;
Q 水的浮力(仅在验算稳定时考虑);
V g . V g ,――相邻两孔拱脚处因结构自重产生的竖向反力;
反力影响线求得;
V T ――由桥面处制动力 H 制引起的拱脚竖向反力,
h 为桥面至拱脚的高度,I 为拱的计算跨径;
H g 、H g ‘ 一一不计弹性压缩时在拱脚处由结构自重引起的水平推力;
△ Hg >A H ‘一一由结构自重产生弹性压缩所引起的拱脚水平推力;
H P ――在相邻两孔中较大的一孔上由车辆活载所引起的拱脚最大水平推
力;
H T ――制动力引起在拱脚处的水平推力,按两个拱脚平均分配计算, H 、H ――温度变化引起在拱脚处的水平推力(图示方向为温度上升,降温时则 方向相反);
H r , H ――拱圈材料收缩引起的拱脚水平拉力;
M g 、M ――结构自重引起的拱脚弯矩,
M p ――由车辆活载引起的拱脚弯矩,由于它是按
H,达到最大值时的活载
布置计算,故产生的拱脚弯矩很小,可以忽略不计;
M t 、Mt ――温度变化引起的拱脚弯矩;
M r 、M r ——拱圈材料收缩引起的拱脚弯矩;
2
)横桥向的荷载布置及其组合
V p 与车辆活载产生的 Ho 最大值相对应的拱脚竖向反力, 可按支点
,其中
在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、
冰压力、船只或漂浮物撞击力、或零力等。
但是对于公路桥梁,横桥方向的受力验算一般不控制设计。
二、重力式桥墩计算
(一)圬工桥墩墩身强度计算
计算截面:墩身底截面和墩身
的突变处截面。
对于较高的桥墩每隔2〜3m验算一个截面。
1、内力计算
4、抗剪强度的验算
(二)墩顶水平位移的验算向和横桥向计算求得相应的纵向力一 '、水平
、和弯矩弯矩
2、抗压强度验算
按轴心或偏心受压构件计算。
3、偏心距e o的计算
按顺桥
力
—。
*
-- ■'(cm)
式中:I ――相邻桥墩间最小跨径长度,以m计,跨径小于25m时仍已25m计。
(三)基础底面土的承载力和偏心矩的验算
1基底土的承载力验算
顺桥方向:
横桥方向:
3舒同
2、基底偏心矩验算
%丈血]
(四)桥墩的整体稳定性验算
1倾覆稳定性验算
> --- 令; --- =—工心
%乞(孕J+刀〔珮)兔L °J
2、抗滑动稳定性验算
第二节桩柱式桥墩计算要点
—、盖梁计算
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。
二、桩身计算分刚性和柔性两种
桥墩计算的注意事项以及计算哪些内容?
请大家讨论一下桥梁桥墩计算的时候要注意什么,要计算些什么内容?
1.强度计算那是必不可少的;刚度计算是不是计算墩顶和桩顶位移就好了, 计算中肯定遇到过麻烦吧?
2.稳定计算应该分总体和局部吧?
3.总体是不是用欧拉公式,对于下端为桩基础,上段为板式、盆式支座或者固结的墩计算长度取多少?
4.局部稳定怎么算?用有限元软件进行分析时如何进行判定是否稳定?
5.温度影响力如何进行考虑?风力?制动力?还要考虑其他因素吗?带墩帽的桥墩,建整体模型来计算,桩基采用等刚度模拟,温度个人觉得取整体升降温就0K了。
位移算出来和支左容许位移比较。
其余参照规范实施。
能不能把墩顶位移验算说详细点:墩顶位移限值取多少?0.5 倍根号L 厘米吗?很多高桥墩控制不住呀!!!请高手指点
能不能把墩顶位移验算说详细点:墩顶位移限值取多少?0.5 倍根号L 厘米吗?很多高桥墩控制不住呀!!!请高手指点[/quote] 公路桥的桥墩一般为柔性墩,位移可以大于0.5 倍根号L 厘米。
1,高墩采用刚构多好。
桩顶位移6mm大于6应降低m法计算中的m 值。
2,稳定一般算分支点失稳,极值点失稳不太好计算,理论要求高,用到塑性理论了
3,总体也不仅仅是欧拉公式,稳定计算中恒载一般也作稳定外荷载考虑
的
4,二次稳定midas ,ansys 均能作,判断失稳要求看材料参数的设置了5,荷载均考虑。
一般摩阻力控制设计。
但是温度制动力分配仍达不
到摩阻力时是否用摩阻控制一直没有明文规定如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。