橋梁墩臺計算

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1、12.2橋梁墩臺的計算12.2.1重力式橋墩1．作用(荷載)及其組合在第一章總論里，已經(jīng)對公路橋涵設(shè)計所用的作用（荷載）及其組合作了詳細(xì)介紹，本節(jié)僅結(jié)合橋墩計算所應(yīng)考慮的內(nèi)容予以闡述。橋墩計算中考慮的永久作用為：·上部結(jié)構(gòu)的恒重對墩帽或拱座產(chǎn)生的支承反力，包括上部構(gòu)造混凝土收縮及徐變作用；·橋墩自重，包括在基礎(chǔ)襟邊上的土重；·預(yù)加力，例如對裝配式預(yù)應(yīng)力空心橋墩所施加的預(yù)加力；·基礎(chǔ)變位作用，對于奠基于非巖石地基上的超靜定結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)考慮由于地基壓密等引起的支座長期變位的影響，并根據(jù)最終位移量按彈性理論計算構(gòu)件截面的附

2、加內(nèi)力；·水的浮力，基礎(chǔ)底面位于透水性地基上的橋梁墩臺，當(dāng)驗算穩(wěn)定時，應(yīng)考慮設(shè)計水位的浮力；當(dāng)驗算地基應(yīng)力時，可僅考慮低水位的浮力，或不考慮水的浮力?；A(chǔ)嵌入不透水性地基的橋梁墩臺不考慮水的浮力。作用在樁基承臺底面的浮力，應(yīng)考慮全部底面積。對樁嵌入不透水地基并灌注混凝土封閉者，不應(yīng)考慮樁的浮力，在計算承臺底面浮力時應(yīng)扣除樁的截面面積。當(dāng)不能確定地基是否透水時，應(yīng)以透水或不透水兩種情況與其他作用組合，取其最不利者。橋墩計算中考慮的可變作用為：·作用在上部結(jié)構(gòu)的車道荷載，對于鋼筋混凝土柱式墩臺應(yīng)計入沖擊力，對于重力式墩

3、臺則不計沖擊力；·人群荷載；·作用在上部結(jié)構(gòu)和墩身上的縱、橫向風(fēng)力；·車道荷載制動力；·作用在墩身上的流水壓力；·作用在墩身上的冰壓力；·上部結(jié)構(gòu)因溫度變化對橋墩產(chǎn)生的附加力；·支座摩阻力。作用于橋墩上的偶然作用為：·地震作用；·作用在墩身上的船只或漂浮物的撞擊作用。上述各種作用的計算方法可參見第一章相關(guān)內(nèi)容和《橋規(guī)》（JTGD60）有關(guān)條文。重力式橋墩的作用效應(yīng)組合主要與墩身所要驗算的內(nèi)容有關(guān)，例如，墩身截面的強(qiáng)度和偏心的驗算，整個橋墩的縱向及橫向穩(wěn)定性驗算等。應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的各種作用情況進(jìn)行最不利的作用效應(yīng)組合

4、。其次，拱橋重力式橋墩與梁橋的除了有共同點(diǎn)之外，也還存在一些差異。例如拱橋不設(shè)活動支座因而沒有支座摩阻力；但它要計及各種作用在拱座處產(chǎn)生的水平推力和彎矩。下面將按梁橋和拱橋分別列出它們可能的作用效應(yīng)組合。（1）梁橋重力式橋墩1）第一種組合。按在橋墩各截面上可能產(chǎn)生的最大豎向力的情況進(jìn)行組合。它是用來驗算墩身強(qiáng)度和基底最大應(yīng)力。因此，除了有關(guān)的永久作用外，應(yīng)在相鄰兩跨滿布可變作用的一種或幾種（圖12.32a）。Pk可變作用Pk可變作用qkqkFWh2NgkNQkNgkNQkNgkHNgkNQkFNgkNQkFWh1W

5、LFFWGGGɑ)b)c)圖12.32梁橋橋墩的作用組合圖示2）第二種組合。按橋墩各截面在順橋方向上可能產(chǎn)生的最大偏心距和最大彎矩的情況進(jìn)行組合。它是用來驗算墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、偏心以及橋墩的穩(wěn)定性。屬于這一組合的除了有關(guān)的永久作用外，應(yīng)在相鄰兩孔的一孔上（當(dāng)為不等跨橋梁時則在跨徑較大的一孔上）布置可變作用的一種或幾種，見圖12.32b.3）第三種組合。按橋墩各截面在橫橋方向上可能產(chǎn)生最大偏心和最大彎矩的情況進(jìn)行組合。它是用來驗算在橫橋方向上的a)墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、偏心以及橋墩MrMtMMrMtb)gkM的穩(wěn)定性

6、。屬于這一組合的除了有關(guān)kGMgkHgkFbk的永久作用外，要注意將可變作用的HrHgkHtHgkNgkHgkHtHFbkHQkHr一種或幾種偏置于橋面的一側(cè)布置，NgkFwLhNQk此外還應(yīng)考慮偶然作用中的船只或漂NFbkHFbkHFbkl浮物的撞擊力等，見圖12.32c.（2）拱橋重力式橋墩Q1）順橋方向的作用及其效應(yīng)組合。對于普通橋墩應(yīng)為相鄰兩孔的永久圖12.33不等跨拱橋橋墩受力作用，在一孔或跨徑較大的一孔滿布可變作用的一種或幾種，如汽車制動力、縱向風(fēng)力、溫度作用等，并計及由此對橋墩產(chǎn)生不平衡水平推力、豎向

7、力和彎矩（圖12.33）。對于單向推力墩則只考慮相鄰兩孔中跨徑較大一孔的永久荷載作用力。圖12.33中的符號意義如下：G——橋墩自重；Q——水的浮力（僅在驗算穩(wěn)定時考慮）；Ngk，Ngk′——相鄰兩孔拱腳處因結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的豎向反力；NQk——與車道荷載及人群荷載產(chǎn)生的HQk最大值相對應(yīng)的拱腳豎向反力，可按支點(diǎn)反力影響線求得；FhbkNFbk——由橋面處制動力Fbk引起的拱腳豎向反力，即NFbk=，其中h為橋l面至拱腳的高度，l為拱的計算跨徑(圖12.33b)；Hgk，Hgk′——不計彈性壓縮時在拱腳處由結(jié)構(gòu)自重引起

8、的水平推力；?Hgk，?Hgk′——由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生彈性壓縮所引起的拱腳水平推力，方向與Hgk和Hgk′相反；HQk——在相鄰兩孔中較大的一孔上由車道荷載及人群荷載所引起的拱腳最大水平推力；HFbk——制動力引起在拱腳處的水平推力，按兩個拱腳平均分配計算，即FbkH=；Fbk2Ht，Ht′——溫度變化引起在拱腳處的水平推力（圖示方向為溫度上升，降溫時則方向相反