桥墩设计计算

1、墩台的设计与计算,一、墩台的内力计算,表1 墩身底竖向荷载效应标准值,1、上部结构,每孔上部结构自重NG1 n片主梁重量 + 桥面铺装重量 +人行道、栏杆及缘石重量,自重反力 Rl = Rr = 0.5 NG1,2、墩帽和墩身自重,3、汽车荷载及人群荷载,两跨有荷载，在右跨左支点处设集中荷载Pk,左反力 Rl=20.5qkl0 右反力Rr=20.5qkl0+21.2Pk 顺桥向偏心弯矩 横桥向偏心弯矩 人群荷载作用下的左右反力,公路桥墩活载布置图式,表2 墩身底风荷载和制动力效应标准值,4、风荷载,横桥向：上部结构、墩帽及墩身风荷载及产生的弯矩 顺桥向：墩帽及墩身风荷载及产生的弯矩,5、纵向力

2、,汽车荷载制动力：加载长度上总重力的10%，但公路-I级汽车荷载 的制动力标准值不得小于165kN。,制动力对墩身底纵向弯矩 = 制动力 对墩身底力臂,表3 基底竖向荷载效应标准值,表4 基底风荷载和制动力效应标准值,二、墩台的验算内容,墩身验算（1）,受压承载力验算,0 结构重要性系数 Nd 竖向力设计值；kN 受压构件承载力影响系数（考虑偏心率和长细比） A 墩身截面面积（墩底）; m2 fcd 砌体或混凝土抗压强度设计值，MPa。,墩身验算（2）,偏心距验算 ex横桥向的偏心距 = 横桥向弯矩/竖向力； ey纵桥向的偏心距 = 纵桥向弯矩/竖向力 s截面重心至偏心方向截面边缘距离；s=R

3、/cos =arctg(ex/ey）,荷载组合,组合1：顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计横向风荷载弯矩 组合2：横桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计纵向风荷载弯矩,竖向力最大（1.2NG）,偏心最大（1.0NG）,组合3：顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计横向风荷载弯矩 组合4：横桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩不计纵向风荷载弯矩,基底应力验算,荷载组合I：永久荷载、汽车荷载、人群荷载组合； 荷载组合II：除上述荷载外，尚计入风荷载和制动力。 每个荷载组合时，地基土的承载力可按纵桥向和横桥向分别计算。,抗倾覆稳定性验算,K0 抗倾覆稳定系数； y 基底截面重心轴至截面最大受压边缘的

4、距离； e0 所有外力合力对基底重心的偏心距。,荷载组合II纵向受力验算,抗滑动稳定性验算,Kc 抗滑动稳定系数； 基础底面与地基土之间的摩擦系数； Ni 竖向力总和； Ti 水平力总和。,荷载组合II纵向受力验算,习题,梁桥上部结构标准跨径30m，计算跨径29.5m，双车道净宽7m，两边人行道宽各1.0m。每孔上部结构自重4583.868kN，墩帽墩身自重2043.300kN，基础自重560.400kN。公路I级汽车荷载，人群荷载3.0kN/m2。制动力标准值165kN，其对墩身底弯矩为1076.46kNm。,习题答案,（1）公路-I级汽车荷载 均布荷载 qk=10.5kN/m 集中荷载 P

5、k=278kN 左反力 Rl=0.5210.529.5=309.750kN 右反力 Rr=309.750+21.2278=976.950kN 纵向偏心弯矩 M=（976.950-309.750）（0.5/2）=166.800kNm 横向偏心弯矩 M=（976.950+309.750）0.55=707.690kNm （2）人群荷载 Rl=Rr=3.0 1 29.520.5=88.5kN,一、内力计算,表1 墩身底竖向荷载效应标准值,表2 墩身底风荷载和制动力效应标准值,二、墩身验算 组合1（不计横向风荷载） 竖向力 纵向弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=990.766/9952.22

6、2=0.0996m=99.6mm ey=Md,l/Nd=1498.557/9952.222=0.151m=151mm,组合2（不计纵向风荷载） 竖向力 纵向弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=1565.903/9952.222=0.157m=157mm ey=Md,l/Nd=1439.155/9952.222=0.145m=145mm,组合3（不计横向风荷载） 竖向力 纵向弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=990.766/8626.788=0.1148m=114.8mm ey=Md,l/Nd=1498.557/8626.788=0.1737m=173.7mm,组合4（不计纵向风荷载） 竖向力 纵向弯矩 横向弯矩 偏心距 ex=Md,t/Nd=1565.903/8626.788=0.1815m=181.5mm ey=Md,l/Nd=1439.155/86