桥梁墩台计算ppt课件

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 3 偶然作用1 地震作用2 船只或漂流物的撞击力 二 作用效应组合 为了找到控制设计的最不利组合 通常需要对各种可能的组合分别进行计算 并且在计算时还需按纵向及横向的最不利位置布载 在桥墩计算中 一般需验算墩身截面的强度 墩身截面上的合力偏心距及其稳定性 为此需根据不同的验算内容选择各种可能的最不利菏载组合 1 梁桥重力式桥墩1 第一种组合 按桥墩各截面上可能产生最大坚向力的情况进行组合 此时将汽车车道均布荷载纵向布置在相临的两跨桥孔上 并将集中荷载布置在计算墩处 这时得到桥墩上最大的汽车竖向荷载 但偏心较小 它用来验算墩身强度和基底最大应力 2 第二种组合 按桥墩各截面在顺桥方向上可能产最大偏心和最大弯矩的情况进行组合 当汽车荷载只在一孔桥跨上布置时 同时有其他的水平荷载 如风力 船撞力 水流压力和冰压力等作用在墩身上 这时竖向荷载较小 而水平荷载引起的弯矩作用大 可能使墩身截面产生很大的合力偏心距 此时 桥墩最不稳定 它是用来验算墩身强度 基底应力 偏心以及桥墩的稳定性 3 第三种组合 按桥墩个截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合 桥跨上的汽车荷载可能是一列或几列靠边行驶 这时产生最大横向偏心距 也可能是多列满载 使竖向力较大 而横向偏心较小 它是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 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 此外还应考虑其它可变荷载 例如横向风力 流水压力或冰压力 或者撞击力 2 拱桥重力式桥墩 1 顺桥方向的作用及其效应组合对于普通桥墩应为相邻两孔的永久荷数 在一孔或跨径较大的一孔满布车道荷载和人群荷载 其它可变荷载中的汽车制动力 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效应 2 横桥向的作用及其效应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 地震力等 但是对于公路桥梁 横桥方向的受力验算一般不控制设计 以上所述的各种荷载组合是对重力式桥墩而言的 对于其它形式的桥墩 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 这里需要注意的是 第一 不论对于哪 种形式的桥墩 均应按承载能力极限状态的设计要求 进行作用效应组合 第二 桥规 规定 有些荷载不能同时考虑 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 第二节重力式桥墩计算与验算 一 截面承载能力极限状态验算1 验算截面的选取2 验算截面的内力计算3 承载能力极限状态验算4 截面偏心验算5 直接抗剪验算 二 桥墩的稳定性验算1 纵向挠曲稳定性验算2 整体稳定性验算 抗倾覆稳定性验算 抗滑稳定性验算 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 四 基础底面土的承载力和偏心矩验算 第三节桩柱式桥墩计算 一 盖梁计算 1 计算图式 简支梁或连续梁 2 外力计算 上部自重 盖梁自重 活载等 3 内力计算 4 配筋验算二 柱身计算 1 外力计算 2 内力计算 3 配筋验算 4 抗裂验算 第四节柔性排架墩计算 一 基本假定 一 外荷载除恒载 车辆活载外 还应入汽车制功力 温度影响力 必要时还包括墩身受到的风力 但梁身的混凝土收缩 徐变等次要因素可忽略不计 二 计算制动力时 各墩台受力按墩顶抗椎刚度分配 在计算土压力时 如设有实体刚性墩台 则全部由有关刚性墩台承受 如均为柔性墩 则由岸墩承受土压力 并假定此时各个墩顶与上部构造之间不发生相对位移 三 计算温度变形时 墩对梁产生的竖向弹性拉伸或压缩影响忽略不计 而只计桩墩顶部水平力对桩墩所引起的弯矩的影响 四 在计算梁墩之间橡胶支座的水平力剪切变形时 忽略因梁体的偏转角 对它的影响 二 计算步骤1 桥墩抗推刚度的计算抗推刚度是指使墩顶产生单位水平位移所需施加的水平反力 1 当墩柱下端固定在基础或承台顶面时 2 当考虑桩侧土的弹性抗力时 则按桩基础的有关公式计算 单什水平力作用在第i个柔性墩顶产牛的水平位移 m KN 第i墩柱下端固接处到墩顶的高度 m 八 计入板式橡胶支座约束影响后的桩墩计算图5 2 81 个明确展示 每个桥墩的顶部并非完全自由 而是受到板式橡胶支座的弹性约束 梁体上的水平力是通过板式支座与墩 梁接触面的摩阻力传递至桥墩 它既使墩顶产牛水平位移 又使板式支座产生剪切变形 如 图5 2 12b 当梁体完成了这个水平力的传递以后 梁体处于暂时的稳定状态 这时由于存在轴力N和墩身自重的影响 将使墩顶产生附加变形 于是 板式橡胶支座由原东传递水平力的功能转变为抵抗墩顶继续变形的功能 当墩身很柔时 有可能使支座原来的剪切变形恢复到零 逐渐过渡到反向状态 如图5 2 12c 所示根据这个工作机理 便可将每个桥墩的受力状态 5 2 13a 分解为两个工作状态的组合 第五节桥台计算 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