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桥梁工程之桥墩桥台作用分析及计算,67页.ppt在《桥梁工程之桥墩桥台作用分析及计算》的PPT中(假设为第300至500页),这部分内容主要探讨了桥梁结构中的关键组成部分——桥墩和桥台的作用、设计原则以及具体的计算方法。这部分内容可能涵盖了以下几个方面:
1.桥墩与桥台的功能:详细解释了桥墩的主要作用,包括支撑上部结构(如梁或拱)、传递荷载到基础、抵抗外力(如水流压力)等;同时介绍了桥台作为桥梁两端的重要组成部分,其功能在于连接两岸路基,并承受来车的冲击力和车辆产生的横向力。
2.设计原则:讨论了在进行桥墩与桥台的设计时需要遵循的基本原则,包括安全性、经济性、适应性和耐久性等。特别强调了结构安全的重要性以及如何通过合理的选择材料、优化几何形状和布置来实现设计目标。
3.荷载分析:详细介绍了不同类型的荷载(如恒载、活载、特殊荷载)对桥墩与桥台的影响,包括它们的分布规律及计算方法。这涉及到利用静力法或动力法进行受力分析和强度验算等内容。
4.计算方法和技术:介绍了一系列用于计算桥墩与桥台承载能力的技术手段滨海新区港城大道五标段实施性施组,如基于有限元分析的方法、应力集中修正技术等。同时讨论了如何通过结构健康监测系统来实时监控桥梁的使用状况,并提出相应的维护建议。
5.实例分析:提供了多个实际案例研究,展示了上述理论知识在具体工程项目中的应用情况,帮助读者更好地理解和掌握相关设计与计算方法。
综上所述,这部分内容旨在为工程师们提供全面而深入的知识框架,帮助他们在面对桥梁工程的设计和建设时能够更加科学合理地进行桥墩和桥台的规划、设计及施工。
2.1.4重力式桥墩的特点和适用范围靠自身的重量来平衡外力,保证桥墩的强度和稳定性。常用圬工材料建造,适用于地基良好的大、中型桥梁。
2.2拱桥重力式桥墩2.2.1拱座梁桥桥墩的顶面要设置传力的支座,且支座距顶面保持一定的距离;而无支架吊装的拱桥桥墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的拱座,直接承受由拱圈传来的压力。故无铰拱的拱座总是设计成与拱轴线成正交的斜面。2.2.2拱座的位置当桥墩两侧孔径相等时,拱座设置在拱桥起拱线标高上,有时考虑桥面的纵坡,两侧起拱线标高可以略有不同。
2.2.3墩顶以上的构造对于实腹式拱桥,墩顶以上部分通常做成与侧墙平齐的形式。对于空腹式拱桥,墩顶以上部分通常采用立柱加盖梁式、横墙式或跨越式。
2.3梁桥轻型桥墩①梁桥轻型桥墩的常见类型钢筋混凝土薄壁桥墩、柱式桥墩、柔性排架桩墩等。其中柱式桥墩由分离的两根或多根立柱(或桩柱)所组成,是公路桥梁中采用较多的桥墩型式之一。②轻型桥墩的特点靠材料的强度来平衡外力,刚度较小,一般用钢筋砼建造,适用于地基较差的桥位。梁桥轻型桥墩主要是为了减轻地基负担,减轻墩身重量,节约圬工材料。
柱式桥墩:墩身由分离的两根或多根立柱(桩柱)组成。
2.4拱桥轻型桥墩拱桥轻型桥墩,一般是为配合钻孔灌注桩基础的桩柱式桥墩。拱桥桩柱式桥墩一般采用单排桩,跨径在40~50米以上的高墩,可采用双排桩,在桩顶设置承台,与墩柱联成整体。如果柱与桩直接连接,则应在结合处设置横系梁。拱桥是有推力的结构,常用桥墩型式有:普通墩:除承受竖向荷载外,一般不承受恒载水平推力,如果相邻跨径不同时,可承受少量不平衡的水平推力。制动墩:能承受单向的恒载水平推力。
带斜杆的单向推力墩和悬臂式单向推力墩。
第四篇桥梁墩台一、概述 二、桥墩 三、桥台 四、桥墩计算 五、桥台计算
三桥台桥台主要有重力式桥台、轻型桥台两类。3.1重力式桥台重力式桥台:靠自重来平衡台后填土的土压力,台身多由圬工材料建造。分类:U型台、八字台等。组成:台帽、台身、基础。常用的重力式桥台为U型桥台:台身为前墙和两个侧墙构成的U字型结构。由于拱桥桥台尚须承受水平推力,在结构尺寸上比梁桥桥台大。
结构尺寸:前墙与侧墙按一定比例放坡,台身与路基同宽,各部尺寸均须满足构造及受力要求,具体可参见《桥规》及《墩台与基础》之规定。若桥台较宽,须按挡土墙计算其受力。台后填土:须分层夯实,透水性好,压缩性小的砂性土,并做好台后排水措施。
3.2轻型桥台轻型桥台:利用钢筋砼结构的抗弯能力、整体刚度和材料强度承受外力,力求减少圬工体积而使桥台轻型化,节省材料,降低对地基强度的要求,适用于地质不好或软土地基。3.2.1梁桥轻型桥台分类:肋板式桥台、桩柱式桥台、埋置式桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、加筋土桥台。组成:由台帽、台身、基础三基本部分组成,其余部分由桥台类型决定。
3.2.2拱桥轻型桥台拱桥轻型桥台利用台后填土的抗力来平衡拱推力,适用于小跨径拱桥。①分类:组合式桥台、空腹式桥台、齿槛式桥台。②拱桥轻型桥台的组成组合式桥台:由台身和后座组成。空腹式桥台:由前墙、后墙、基础板及撑墙组成。齿槛式桥台:由前墙、侧墙、底板及撑墙组成。
组合式桥台:台身基础承受竖向力,一般采用桩基或沉井基础;拱的水平推力由后座基底的摩阻力及台后的土侧压力平衡。后座基底标高低于拱脚下缘标高。台身与后座间应密切贴合,并设置沉降缝,以适应两者的不均匀沉降。
空腹式桥台:前墙承受拱圈传来的荷载,后墙支承台后的土压力,在前、后墙之间设置撑墙,作为传力构件。对后墙起到扶壁、对基础起到加劲作用。空腹可以是敞口的,也可以是封闭的。一般在软土地基、河床无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用。
齿槛式桥台:基底面积较大,可支承一定的垂直压力;底板下的齿槛可以增加摩擦和抗滑的稳定性;台背做成斜挡板,利用背面的原状土和前墙背面的新填土,共同平衡拱的水平推力;前墙与后墙之间的撑墙可以提高结构的刚度。
第四篇桥梁墩台一、概述 二、桥墩 三、桥台 四、桥墩计算 五、桥台计算
四桥墩计算4.1荷载及其组合4.1.1恒载1、上部构造的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力2、桥墩自重3、预应力4、基础变位影响力5、水的浮力
4.1.2活载1、基本可变荷载①汽车荷载(钢筋混凝土墩台计入冲击力,重力式墩台不计冲击力)②挂车荷载③人群荷载2、其他可变荷载①作用于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墩身上的流冰压力
④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3、偶然荷载①地震力②作用于墩身上的船只或漂浮物的撞击力4.1.3荷载组合1、梁桥重力式桥墩①组合1:按桥墩各截面上可能产生最大竖向力的情况进行组合。用来验算墩身强度和基底最大应力。
《桥规》中的组合Ⅰ或组合Ⅲ。②组合2:按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。用来验算墩身强度、基底应力、偏心及桥墩的稳定性。《桥规》中的组合Ⅱ。③组合3: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。用来验算横桥方向的墩身强度、基底应力、偏心及桥墩的稳定性。《桥规》中的组合Ⅱ、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普通桥墩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,其他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,只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的永久荷载作用力。
②横桥方向的荷载及其组合在横桥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地震力等。对于公路桥梁横桥方向的受力验算一般不控制设计。4.2重力式桥墩计算圬工桥墩墩身强度验算对于较矮的桥墩一般验算墩身的底截面和墩身的突变处截面;对于较高的桥墩,由于危险截面不一定在墩身底部,应沿竖向每隔2~3米验算一个截面。
4.2.1计算步骤:①内力计算将作用于每个截面上的外力按顺桥方向和横桥方向分别进行荷载组合,以求得相应的纵向力、水平力和弯矩。②抗压强度的验算对于轴心受压和偏心受压的桥墩,可按《桥规》有关公式进行验算,如果不满足要求,应修改墩身截面尺寸,重新验算。
③偏心距的验算桥墩承受偏心受压荷载时,偏心距不得超过规定的容许值。④抗剪强度验算当拱桥相邻两孔的推力不相等时,验算拱座底截面的抗剪强度。4.2.2墩顶水平位移验算高度超过20米的重力式桥墩应验算墩顶水平方向的弹性位移。
《桥规》规定墩顶端水平位移的容许限值为:
l:相邻墩台间最小跨径长度,以米计。跨径小于25米按25米计。4.2.3基础底面土的承载力和偏心距的验算1、基础底面土的承载力验算顺桥向:横桥向:
式中σmax:应力重分布后基底最大压应力N:作用于基础底面合力的竖向分力a、b:横桥方向和顺桥方向基础底面积的边长[σ]:地基土壤的容许承载力cx:顺桥方向验算时天然地基塔吊基础施工方案(tc5610)_secret,基底受压面积在顺桥方向的长度cy:横桥方向验算时,基底受压面积在横桥方向的长度ex、ey:合力在X轴和Y轴方向的偏心距
2、基底偏心距验算在基础的纵向和横向,计算荷载偏心距应满足规定。
式中ρ:墩台基础底面的核心半径W:墩台基础底面的截面模量A:墩台基础底面的面积N:作用于基底合力的竖向分力∑M:作用于墩台的水平力和竖向力对基底形心轴的弯矩
4.2.4桥墩的整体稳定性验算1、倾覆稳定性验算
式中M稳:稳定力矩M倾:倾覆力矩∑Pi:作用于基底竖向力的总和(piei):作用于桥墩上各竖向力与它们到基底形心轴距离的乘积(Tihi):作用于桥墩上各水平力与它们到基底距离的乘积x:基底截面重心0至偏心方向截面边缘的距离e0:所有外力的合力的竖向分力对基底重心的偏心距
济南工程职业技术学院建筑工程制图式中∑Pi:作用于基底各竖向力的总和∑Ti:作用于桥墩上各水平力的总和f:基础底面与地基土之间的摩擦系数求得的倾覆与滑动稳定系数K0、Kc均不得小于规定的最小值。
4.3桩柱式桥墩计算桩柱式桥墩的计算包括盖梁和桩身。4.3.1盖梁计算桩柱式桥墩的盖梁,对双柱式桥墩,当盖梁的刚度与桩柱的刚度比大于5时,一般忽略桩柱对盖梁的弹性约束,近似地按双悬臂梁计算;对于多柱式或多桩式桥墩,近似地按多跨连续梁计算;当桥墩承受较大横向力时,则盖梁应作为横向刚架的一部分进行验算。
盖梁计算内容: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、荷载组合及其内力包络图5、配筋计算