第二章 桥墩计算复习过程
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桥墩复习总结版(铁大专用)(优秀版)word资料1桥墩分类及组成2重力式桥墩尺寸拟定考虑因素3纵横向预偏心桥墩各适用什么情况?为什么?4铁路桥及公路桥荷载分类?中荷载加载图示有几种?请画出.什么是荷载组合?为什么要进行荷载组合5制动力和离心力各属于什么性质的力?如何计算?作用点?两者同时计算时如何处理?6重力式桥墩验算内容7柔性墩的力学特点8空心墩构造9温度应力种类10浅平基设计原则11确定基础埋置深度考虑因素12浅平基的检算内容13对基础进行偏心检算的原因14基底应力检算中什么情况需进行应力重分布计算?15刚性角16桩基础的组成和分类17桩的平面布置方式及与承台连接18桩基础的检算内容19地基系数的含义及计算方法20单桩的破坏形式及但桩轴向允许承载力确定方法21为什么检算了单桩允许承载力还要验算群桩承载力22沉井基础的分类及组成23沉井基础的特点24沉井作为整体基础验算做的假定25沉井下沉困难时辅助措施26沉井的下沉办法27梁在曲线上的布置方式28偏角法定墩位三要素及其含义29桥台的布置方式30全桥总偏角31偏角组成部分32钻孔灌注桩的成孔方法33钻孔灌注桩施工中泥浆、护筒作用及清孔方法34高桥墩施工方法35明挖基础的支护方法36基底的检算要求和检算项目37围堰1桥墩分类及组成:桥墩主要由墩台帽、墩台身、基础组成;分类:重力式桥墩和轻型桥墩. 2重力式桥墩尺寸拟定考虑因素:梁的跨长、梁的全长、梁梗中心线位置、支座底板尺寸及梁端缝隙的大小,架梁和养护时移梁、顶梁的需要,施工、运营、养护维修以及其他特殊需要3纵横向预偏心桥墩各适用什么情况?为什么?:○1横向预偏心:即是将桥墩纵向中心线向线路外侧移动一定距离而桥跨中线和支座垫石位置不动,其目的是使桥跨自重和列车竖向活载对桥墩压力产生向曲线内侧的力矩,以平衡列车离心力引起的向外侧力矩○2纵向预偏心:当桥墩上相邻梁跨的跨度不等时,为了减少桥墩在荷载作用下的偏心力矩,通常将大跨度梁的支座中心布置在离桥墩中心线接近的地方,使桥墩中心线与梁缝中心线错开一定的纵向距离形成纵向预偏心4铁路桥及公路桥荷载分类?中荷载加载图示有几种?请画出.什么是荷载组合?为什么要进行荷载组合:○1恒载(桥跨自重和墩身自重)、活载、离心力、制动力或牵引力、风力、流水压力、列车横向摇摆力○2四种:单孔荷载、单孔轻载、双孔重载、双孔空车活载P30○3荷载组合:所有可能以最大值或较大值同时出现的荷载,因而在桥墩、台力学计算时就存在着荷载的组合问题,也就是哪些荷载同时发生才是最不利情况:只有按最不利荷载组合进行验算,才能保证桥梁墩、台的正常使用5制动力和离心力各属于什么性质的力?如何计算?作用点?两者同时计算时如何处理?○1制动力:附加力;离心力:主力;计算P31○2曲线桥墩,当制动力(或牵引力)与离心力同时计算时,由于二者不能同时达到最大值故《铁路桥涵设计规定》规定制动力按列车竖向活载重量的7%6重力式桥墩验算内容:○1墩身受压稳定性检算○2墩身截面强度检算;弯矩增大系数η:对于下端固定于基础顶面,上端为自由的桥墩,在外力作用下的侧向位移以墩顶处为最大,即墩身底部截面处的弯矩增大系数η最大;应力重分布:由于混凝土及石砌圬工的抗拉强度很低,当截面应力出现拉应力时,则假定圬工不能承受而开裂,开裂部分的圬工退出工作,截面应力将重新分布7柔性墩的力学特点:将简支梁桥的大部分活动支座改为固定支座,并通过桥跨把相邻几个墩纵向串联在一起,从而达到改变制动力传递方式的目的,构成了“固定支座柔性墩”体系8空心墩构造:○1最小壁厚:钢筋混凝土不宜小于30cm,混凝土不小于50cm○2立面形式为不等壁厚的斜坡式○3设有横隔板○4设置实体过渡段○5设置适量通风口○6设置排水坡○7设置进水孔9温度应力种类:温度自应力、温差应力、温度应力10浅平基设计原则:○1基础本身的强度不得超限○2地基土的强度不得超限(指持力层强度,若基底下不远处有软弱下卧层,则尚应检算此下卧层的强度)○3基础不得倾倒及滑走,即应检算其倾覆和滑动稳定性○4基础倾斜不得过大,合力偏心应小于容许值○5基础要耐久可靠,这主要靠建筑材料和埋深来保证○6有时还要检算基础的沉降和沉降差,特别是对超静定的连续梁、拱桥结构等。
【曲线桥桥墩桥台的计算方法】桥台和桥墩曲线桥桥墩、桥台的计算方法所有的曲线桥都有偏心距E ,有的还有横向预偏心(暂用F 表示),直线桥一般没有(特殊情况除外),所以曲线桥桥墩、桥台计算是桩基、承台、墩身、托盘、顶帽、牛腿、下锚平台都要偏移E+F的距离(E 、F 图纸上备注的单位都是cm ,计算时要注意),但是支撑垫石只偏移E 的距离。
图1图2一、桥墩的计算算出墩中心偏移E+F后的坐标、方位角→以墩中心的坐标、方位角为基准计算其它需要放样点的坐标。
计算时,可采用莉萨公式或程序,也可采用孙队长编的那套计算程序,如何使用程序再此不再详述,请教测量队人员。
举例1:SD1K2+085 乔村中桥1#墩康营1. 15SD1K2+0851. 15中心说明:1#墩在S D 1K 1+891.28~SD 1K 2+619.24段圆曲线上,1#墩左偏偏心距E =12cm、向左横向预偏心40cm ,计算时请注意桩、承台、墩中心均向曲线外侧偏移52cm (即:向线路前进方向的左侧偏移52cm ) 。
二、桥台的计算桥台计算采用台前、台尾中心点连线计算(图1、图2),以台前中心点(即胸墙线中心)为基准点、以台前中心点指向台尾中心点的方向为方位角需放样点的坐标。
计算太焦立交桥南台为例。
太焦立交桥南台前:SD1K1+225.64,南台尾:SD1K1+210.34。
南台在曲线上(HY :SD1K0+707.00,YH :SD1K1+606.54,R=550m),桥台中心南台前向左横向预偏心E=10cm,南台尾横向预偏心E=0,(即南台前向线路前进方向左侧偏移10cm ,南台尾不偏移)。
计算步骤:计算台前台尾偏移E 后的中心坐标(南台前:SD1K1+225.64,X1=4118.088,Y1=49390.485,南台尾:SD1K1+210.34,X2=4132.239,Y2=49396.303)→计算两点连线的方位角,得α=22-20-57.76→用辛普森程序计算需放样点的坐标。
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。
圆端形桥墩工程量计算过程
及方法
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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)=(××1)+(××1)=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)=(+)×6÷2×=立方米。
圆台体积V=1/3(S上+S下+2S上×S下))×h=(××+××+2S上×S下)×6=立方米。
所以总体积=+=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)=(+)×÷2×=立方米。
根据斜圆柱体积计算公式=圆底面×斜圆柱高=×××=,所以托盘体积=+=。
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,可以不计水的浮力;当不能肯定是否透水时,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Ⅲ。
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Ⅱ。
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Ⅱ或组合Ⅳ。
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;
V p——与车辆活载产生的H。
最大值相
对应的拱脚竖向反力,可按支点反力影响线求得;
V T——由桥面处制动力H制引起的拱脚
竖向反力,即,其中h为桥面至拱脚的高度,l
为拱的计算跨径;
H g、H g‘——不计弹性压缩时在拱脚处由结构自重引起的水平推力;
ΔH g、ΔH g‘——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 t、H t`——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 r`——拱圈材料收缩引起的拱脚水平拉力;
M g、M g`——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、M`t——温度变化引起的拱脚弯矩;
M r、M`r—一拱圈材料收缩引起的拱脚弯矩;
W——墩身纵向风力。
2)横桥向的荷载布置及其组合
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
按顺桥
向和横桥向计算求得相应的纵向力、水平力
、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e0的计算
4、抗剪强度的验算
(二)墩顶水平位移的验算
(cm)
式中:l——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:
2、基底偏心矩验算
(四)桥墩的整体稳定性验算
1、倾覆稳定性验算
2、抗滑动稳定性验算
第二节桩柱式桥墩计算要点
一、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OK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。