梁橋、拱橋之橋梁墩臺計算要點及特點

梁橋、、拱橋橋之橋橋梁墩墩臺計計算要要點及及特點點第一章章橋橋梁墩墩臺的的構(gòu)造造與設(shè)設(shè)計第一節(jié)節(jié)概概述第二節(jié)節(jié)橋橋墩第三節(jié)節(jié)橋橋臺第二章章梁梁橋墩墩臺計計算第一節(jié)節(jié)梁梁橋墩墩臺上上的作作用及及其效效應(yīng)組組合第二節(jié)節(jié)重重力式式墩臺臺的計計算第三節(jié)節(jié)樁樁柱式式墩臺臺的計計算要要點第四節(jié)節(jié)柔柔性墩墩的計計算第五節(jié)節(jié)設(shè)設(shè)有支支撐梁梁的輕輕型橋橋臺的的計算算第六節(jié)節(jié)橋橋臺計計算舉舉例第三章章拱拱橋墩墩臺計計算第一節(jié)節(jié)拱拱橋墩墩臺上上的作作用及及其效效應(yīng)組組合第二節(jié)節(jié)拱拱橋輕輕型橋橋臺的的計算算特點點第一章章橋橋梁墩墩臺的的構(gòu)造造與設(shè)設(shè)計第一節(jié)節(jié)概概述述橋梁墩墩(臺)是橋梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的重重要組組成部部分，，它主主要由由墩(臺)帽、墩墩(臺)身和基基礎(chǔ)三三部分分組合合而成成(圖5-1-1)。橋梁墩墩、臺臺的主主要作作用是是承受受上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)傳來來的荷荷載，，并通通過基基礎(chǔ)又又將此此荷載載及本本身自自重傳傳遞到到地基基上。。NEXTBACK第二節(jié)節(jié)橋橋墩墩一、重重力式式橋墩墩重力式式橋墩墩是靠靠自身身重量量來平平衡外外部作作用、、保持持其穩(wěn)穩(wěn)定，，用天天然石石或片片石混混凝土土砌筑筑。它它適用用于承承受作作用值值較大大的大大、中中型橋橋梁或或流冰冰、漂漂浮物物較多多的河河流中中。在在砂石石方便便的地地區(qū)，，小橋橋也往往往采采用它它。其其缺點點是圬圬工材材料數(shù)數(shù)量大大、自自重大大，因因而要要求地地基承承載力力高。。此外外，阻阻水面面積也也較大大。(一)梁橋重重力式式橋墩墩1.墩帽墩帽是是橋墩墩頂端端的傳傳力部部分，，它通通過支支座承承托著著上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)，并并將相相鄰兩兩孔橋橋上的的恒載載和活活載傳傳到墩墩身上上，應(yīng)應(yīng)力較較集中中。因因此，，墩帽帽的強強度要要求較較高，，一般般采用用C20以上的的混凝凝土或或鋼筋筋混凝凝土做做成。。墩帽帽平面面尺寸寸的合合理確確定，，將直直接影影響著著墩身身的平平面尺尺寸和和材料料的選選用。。2.墩身墩身是是橋墩墩的主主體。。常用用C15或大于于C15的片片石石混混凝凝土土澆澆筑筑，，或或用用漿漿砌砌塊塊石石或或料料石石，，也也可可用用混混凝凝土土預(yù)預(yù)制制砌砌筑筑。。重重力力式式橋橋墩墩墩墩身身的的頂頂寬寬：：對對于于小小跨跨徑徑橋橋不不宜宜小小于于80cm；對對中中跨跨徑徑橋橋不不宜宜小小于于100cm；對對大大跨跨徑徑橋橋的的墩墩身身頂頂寬寬，，視視上上部部構(gòu)構(gòu)造造類類型型而而定定。。側(cè)側(cè)坡坡一一般般采采用用20∶∶1～30∶∶1，小小跨跨徑徑橋橋的的橋橋墩墩也也可可采采用用直直坡坡。?？招男臉驑蚨斩赵谠跇?gòu)構(gòu)造造尺尺寸寸上上應(yīng)應(yīng)符符合合下下列列規(guī)規(guī)定定：：(1)墩身身最最小小壁壁厚厚，，對對于于鋼鋼筋筋混混凝凝土土不不宜宜小小于于30cm，對對于于混混凝凝土土不不宜宜小小于于50cm。(2)墩身身內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)橫橫隔隔板板或或縱縱、、橫橫隔隔板板，，以以加加強強墩墩壁壁的的局局部部穩(wěn)穩(wěn)定定。。(3)墩身身周周圍圍應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置適適當當?shù)牡耐ㄍL風孔孔或或泄泄水水孔孔，，孔孔的的直直徑徑不不小小于于20cm；墩墩頂頂實實體體段段以以下下應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置帶帶門門的的進進入入洞洞或或相相應(yīng)應(yīng)的的檢檢查查設(shè)設(shè)備備。?？招男臉驑蚨斩盏值挚箍古雠鲎沧驳牡哪苣芰α^較差差。。因因此此，，在在通通航航、、有有流流筏筏、、流流冰冰以以及及流流速速大大并并帶帶有有撞撞擊擊磨磨損損物物質(zhì)質(zhì)的的河河流流上上，，不不宜宜采采用用。。3.基礎(chǔ)礎(chǔ)基礎(chǔ)礎(chǔ)是是介介于于墩墩身身與與地地基基之之間間的的傳傳力力結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。?；A(chǔ)礎(chǔ)的的種種類類很很多多，，這這里里僅僅簡簡要要介介紹紹設(shè)設(shè)置置在在天天然然地地基基上上的的剛剛性性擴擴大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。它它一一般般采采用用C15以上上的的片片石石混混凝凝土土或或用用漿漿砌砌塊塊石石筑筑成成。?；A(chǔ)礎(chǔ)的的平平面面尺尺寸寸較較墩墩身身底底截截面面尺尺寸寸略略大大，，四四周周放放大大的的尺尺寸寸對對每每邊邊約約為為0.25～0.75m?；A(chǔ)礎(chǔ)可可以以做做成成單單層層的的，，也也可可以以做做2——3層臺臺階階式式的的。。臺臺階階或或襟襟邊邊的的寬寬度度與與它它的的高高度度應(yīng)應(yīng)有有一一定定的的比比例例，，通通常常其其寬寬度度控控制制在在剛剛性性角角以以內(nèi)內(nèi)。。為了了保保持持美美觀觀和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不受受碰碰損損，，基基礎(chǔ)礎(chǔ)頂頂面面一一般般應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置在在最最低低水水位位以以下下不不少少于于0.5m；在在季季節(jié)節(jié)性性流流水水河河流流或或旱旱地地上上，，則則不不宜宜高高出出地地面面。。另另外外，，為為了了保保證證持持力力層層的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性和和不不受受擾擾動動，，基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的埋埋置置深深度度，，除除巖巖石石地地基基外外，，應(yīng)應(yīng)在在天天然然地地面面或或河河底底以以下下不不少少于于1m；如如有有沖沖刷刷，，基基底底埋埋深深應(yīng)應(yīng)在在設(shè)設(shè)計計洪洪水水位位沖沖刷刷線線以以下下不不少少于于1m；對對于于上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為為超超靜靜定定結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的橋橋涵涵基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，除除了了非非凍凍脹脹土土外外，，均均應(yīng)應(yīng)將將基基底底埋埋于于凍凍結(jié)結(jié)線線以以下下不不小小于于0.25m。(二)拱橋橋重重力力式式橋橋墩墩拱橋橋是是一一種種推推力力結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，拱拱圈圈傳傳遞遞給給橋橋墩墩上上的的力力，，除除了了垂垂直直力力以以外外，，還還有有較較大大的的水水平平推推力力，，這這是是與與梁梁橋橋的的最最大大不不同同之之處處。。從從抵抵御御恒恒載載水水平平力力的的能能力力來來看看，，拱拱橋橋橋橋墩墩又又可可以以分分為為普普通通墩墩和和單單向向推推力力墩墩兩兩種種。。為了了滿滿足足結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)強強度度和和穩(wěn)穩(wěn)定定的的要要求求，，普普通通墩墩的的墩墩身身可可以以做做得得薄薄一一些些(圖5-1-10a～c)，單單向向推推力力墩墩則則要要做做得得厚厚實實一一些些(圖5-1-10d、e)。其次次，，拱拱橋橋與與梁梁橋橋重重力力式式橋橋墩墩相相比比，，拱拱橋橋橋橋墩墩以以下下部部分分在在構(gòu)構(gòu)造造上上還還有有不不同同之之處處：：1.拱座座(見圖圖5-1-11)；2.拱座座的的位位置置(見圖圖5-1-12)；3.墩頂頂以以上上構(gòu)構(gòu)造造(見圖圖5-1-10)；NEXTBACKBACK二、、輕輕型型橋橋墩墩(一)梁橋橋輕輕型型橋橋墩墩1.鋼筋筋混混凝凝土土薄薄壁壁橋橋墩墩(見圖圖5-1-13)；2.柱式式橋橋墩墩(見圖圖5-1-14)；3.柔性性排排架架樁樁墩墩(見圖圖5-1-15)；(二)拱橋橋輕輕型型橋橋墩墩(見圖圖5-1-16)；樁柱柱式式橋橋墩墩；；輕型型的的單單向向推推力力墩墩形形式式(見圖圖5-1-17)；1.帶三三角角桿桿件件的的單單向向推推力力墩墩2.懸臂臂式式單單向向推推力力墩墩BACKBACKBACKBACK第三三節(jié)節(jié)橋橋臺臺一、、重重力力式式橋橋臺臺U型橋橋臺臺的各各部部分分構(gòu)構(gòu)造造見見圖圖5-1-18。(一)臺帽帽(二)臺身身二、、輕輕型型橋橋臺臺輕型型橋橋臺臺適適用用于于小小跨跨徑徑橋橋梁梁，，橋橋跨跨孔孔數(shù)數(shù)與與輕輕型型橋橋墩墩配配合合使使用用時時不不宜宜超超過過三三個個，，單單孔孔跨跨徑徑不不大大于于13m，多多孔孔全全長長不不宜宜大大于于20m。常用用的的型型式式有有八八字字型型和和一一字字型型兩兩種種，，為為了了節(jié)節(jié)省省圬圬工工材材料料，，也也可可做做帶帶耳耳墻墻的的輕輕型型橋橋臺臺（（圖圖5-1-21）。。八八字字型型的的八八字字墻墻與與臺臺身身是是設(shè)設(shè)斷斷縫縫分分開開的的；；一一字字型型橋橋臺臺的的翼翼墻墻是是與與臺臺身身連連成成一一整整體體；；帶帶耳耳墻墻的的橋橋臺臺由由臺臺身身、、耳耳墻墻和和邊邊柱柱三三部部分分組組成成。。NEXTBACKBACK輕型型橋橋臺臺的的主主要要特特點點是是：：(1)利用用上上部部構(gòu)構(gòu)造造及及下下部部的的支支撐撐梁梁作作為為橋橋臺臺的的支支撐撐，，以以防防止止橋橋臺臺向向跨跨中中移移動動；；(2)整個個構(gòu)構(gòu)造造物物成成為為四四鉸鉸剛剛構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)；；(3)除臺臺身身按按上上下下鉸鉸接接支支承承的的簡簡支支豎豎梁梁承承受受水水平平土土壓壓力力外外，，橋橋臺臺還還應(yīng)應(yīng)作作為為彈彈性性地地基基上上的的梁梁加加以以驗驗算算。。三、、埋埋置置式式橋橋臺臺埋置置式式橋橋臺臺（圖5-1-25）的的工工作作原原理理是是靠靠臺臺身身后后傾傾，，使使重重心心落落在在基基底底截截面面的的形形心心之之后后，，以以平平衡衡臺臺后后填填土土的的傾傾覆覆力力矩矩，，減減少少恒恒載載產(chǎn)產(chǎn)生生的的偏偏心心距距，，但但應(yīng)應(yīng)注注意意后后傾傾斜斜度度要要適適當當。。埋置式式橋臺臺的缺缺點是是：由由于護護坡伸伸入到到橋孔孔，壓壓縮了了河道道，或或者為為了不不壓縮縮河道道，就就要適適當增增加橋橋長。。四、框框架式式橋臺臺框架式式橋臺臺是一種種配合合樁基基礎(chǔ)的的輕型型橋臺臺，適適用于于地基基承載載力較較低，，臺身身高大大于4m，跨徑徑大于于10m的橋梁梁。NEXTBACKBACK五、組組合橋橋臺(一)錨定(拉)板式橋橋臺(見圖5-1-28)；(二)過梁式式和框框架式式組合合橋臺臺(見圖5-1-29)；(三)橋臺一一擋土土墻組組合橋橋臺(見圖5-1-30)；(四)后座式式組合合橋臺臺(見圖5-1-31)；BACKBACKBACKBACK第二章章梁梁橋墩墩臺計計算第一節(jié)節(jié)梁梁橋墩墩臺上上的作作用及及其效效應(yīng)組組合一、作作用梁橋墩墩臺上上的永永久作作用有有結(jié)構(gòu)構(gòu)重力力、土土的重重力和和土側(cè)側(cè)壓力力、混混凝土土收縮縮及徐徐變的的作用用、水水的浮浮力；；可變變作用用有汽汽車荷荷載、、汽車車沖擊擊力、、離心心力、、汽車車引起起的土土側(cè)壓壓力、、人群群荷載載、風風荷載載、汽汽車制制動力力、流流水壓壓力、、冰壓壓力、、支座座摩擦擦力，，在超超靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)中尚尚需考考慮溫溫度作作用；；偶然然作用用有船船舶或或漂流流物撞撞擊作作用，，施工工荷載載和地地震作作用。。二、作作用效效應(yīng)組組合在橋墩墩計算算中，，可能能出現(xiàn)現(xiàn)的作作用效效應(yīng)組組合有有：1.橋墩在在順橋橋向承承受最最大豎豎向荷荷載的的組合合；2.橋墩在在順橋橋向承承受最最大水水平荷荷載的的組合合；3.橋墩承承受最最大橫橫橋方方向的的偏心心距、、最大大豎向向荷載載的組組合；；4.橋墩在在施工工階段段的作作用效效應(yīng)組組合；；5.需要進進行地地震力力驗算算的橋橋墩，，要有有偶然然組合合。橋臺的的作用用效應(yīng)應(yīng)組合合也和和橋墩墩一樣樣，根根據(jù)可可能出出現(xiàn)的的作用用按《橋規(guī)》規(guī)定進進行作作用效效應(yīng)組組合。。由于于活載載可以以布置置在橋橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)上上，也也可布布置在在臺后后，因因此在在確定定最不不利效效應(yīng)組組合時時，通通常按按活載載滿布布橋跨跨(圖5-2-3a)，橋上上無活活載而而在臺臺后布布置活活載(圖5-2-3b)和在橋橋上、、臺后后同時時布置置活載載(圖5-2-3c)等幾種種不利利情況況，分分別進進行組組合和和驗算算。NEXTBACK第二節(jié)節(jié)重重力式式墩臺臺的驗驗算重力式式墩臺臺的驗驗算包包括截截面強強度驗驗算、、墩臺臺整體體穩(wěn)定定性驗驗算、、基底底應(yīng)力力和偏偏心距距驗算算等。。對于于高度度超過過20m的墩臺臺還要要驗算算墩臺臺頂?shù)牡膹椥孕运狡轿灰埔?。一、截截面強強度驗驗?一)選取驗驗算截截面(二)驗算截截面的的內(nèi)力力計算算（5-2-1）(三)按軸心心或偏偏心受受壓驗驗算墩墩身各各驗算算截面面的強強度驗算強強度時時，可可按下下式計計算：：（5-2-2）(四)截面偏偏心距距驗算算二、墩墩臺的的穩(wěn)定定驗算算(一)彎曲平平面內(nèi)內(nèi)縱向向穩(wěn)定定驗算算墩臺為為偏心心受壓壓構(gòu)件件，其其在彎彎曲平平面內(nèi)內(nèi)縱向向穩(wěn)定定性可可按式(3-3-55)驗算，，其中中Nj為按式式(3-3-49)等號左左邊計計算的的豎向力力。按《橋規(guī)》規(guī)定，，偏心心受壓壓構(gòu)件件除按按式(3-3-55)驗算彎曲平平面內(nèi)內(nèi)的縱縱向穩(wěn)穩(wěn)定外外，尚尚按中中心受受壓驗驗算非非彎曲曲平面面內(nèi)的穩(wěn)穩(wěn)定。。(二)墩臺整整體穩(wěn)穩(wěn)定驗驗算1.抗傾穩(wěn)穩(wěn)定驗驗算（5-2-3）2.抗滑穩(wěn)穩(wěn)定驗驗算（5-2-4）三、基基底應(yīng)應(yīng)力和和偏心心距驗驗算(一)基底應(yīng)應(yīng)力驗驗算當設(shè)置置在基基巖上上的橋橋墩基基底的的合力力偏心心距超超出核核心半半徑ρ時，其其基底底的的的一邊邊將會會出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)應(yīng)力，，由于于不考考慮基基底承承受拉拉應(yīng)力力，故故需按按基底底應(yīng)力力重分分布重重新驗驗算基基底最最大壓壓應(yīng)力力，其其驗算算公式式如下下：（5-2-5）（5-2-6）（5-2-7）第三節(jié)節(jié)樁樁柱式式墩臺臺的計計算要要點一、蓋蓋梁(帽梁)計算(一)計算圖圖式；；樁柱式式墩臺臺通常常采用用鋼筋筋混凝凝土構(gòu)構(gòu)件。。在構(gòu)構(gòu)造上上，樁樁柱的的鋼筋筋伸入入到蓋蓋梁內(nèi)內(nèi)，與與蓋梁梁的鋼鋼筋綁綁扎成成整體體，因因此蓋蓋梁與與樁柱柱呈剛剛架結(jié)結(jié)構(gòu)。。雙柱柱式墩墩臺，，當蓋蓋梁的的剛度度與樁樁柱的的剛度度比大大于5時，為為簡化化計算算可以以忽略略樁柱柱對蓋蓋梁的的彈性性約束束，一一般可可按簡簡支梁梁或懸懸臂梁梁進行行計算算和配配筋，，多根根樁柱柱的蓋蓋梁可可按連連續(xù)梁梁計算算。當當跨高高比l/h＞5時，可可按鋼鋼筋混混凝土土一般般構(gòu)件件計算算。此此處l為蓋梁梁的計計算跨跨徑，，h為蓋梁梁的高高度。。當剛剛度比比小于于5時，或或橋墩墩承受受較大大橫向向力時時，蓋蓋梁應(yīng)應(yīng)作為為橫向向剛架架的一一部分分予以以驗算算。(二)外力計算外力包括上上部結(jié)構(gòu)恒恒載支點反反力、蓋梁梁自重和活活載。活載載的布置要要使各種效效應(yīng)組合為為橋上最不不利情況，，求出支點點最大反力力作為蓋梁梁的活載。?；钶d的橫橫向分布計計算，當活活載對稱布布置時，按按杠桿法計計算；當活活載非對稱稱布置時，，可考慮按按剛接梁法法(或偏心壓力力法或“G-M”法)計算。在蓋蓋梁內(nèi)力計計算時，可可考慮樁柱柱支承寬度度對削減負負彎矩尖峰峰的影響。。蓋梁在施工工過程中，，荷載的不不對稱性很很大，各截截面將產(chǎn)生生較大的內(nèi)內(nèi)力，因此此要根據(jù)當當時的架橋橋施工方案案，對各截截面的受彎彎、受剪進進行驗算。。(三)內(nèi)力計算公路橋樁柱柱式墩臺的的帽梁通常常采用雙懸懸臂式，計計算時的控制截面選選取支點和和跨中截面面。在計算算支點負彎彎矩時，采采用非對稱布置置活載與恒恒載的反力力；在計算算跨中正彎彎矩時，采采用對稱布置活活載與恒載載的反力。。橋墩沿縱縱向的水平平力以及當當蓋梁在沿橋縱縱向設(shè)置兩兩排支座時時，上部結(jié)結(jié)構(gòu)活載的的偏心力對對蓋梁將產(chǎn)生扭扭矩，應(yīng)予予以計入。。橋臺的蓋梁梁計算，一一般可不考考慮背墻與與蓋梁共同同受力，此時背墻僅僅起擋土墻墻作用。必必要時也可可考慮背墻墻與蓋梁的的共同受力，蓋蓋梁按L形截面計算算。橋臺耳耳墻視為單單懸臂固端端梁，水平方向承承受土壓力力及活載水水平壓力。。(四)配筋驗算工程實踐中中常采用鋼鋼筋混凝土土蓋梁，其其配筋驗算算方法與鋼鋼筋混凝土土梁配筋類類同，即根根據(jù)彎矩包包絡(luò)圖配置置受彎鋼筋筋，根據(jù)剪剪力包絡(luò)圖圖配置彎起起鋼筋和箍箍筋。在配配筋時，還還應(yīng)計算各各控制截面面扭矩所需需要的箍筋筋及縱向鋼鋼筋。當采用預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土蓋梁時，，預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋及普通通鋼筋的配配置同預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土梁。二、墩臺樁樁柱的計算算(一)外力計算：：橋墩樁柱的的外力有上上部結(jié)構(gòu)恒恒載與蓋梁梁的恒載反反力以及樁柱自重；；活載按車車輛荷載布布置，得到到最不利效效應(yīng)組合。。橋墩的水平力力有支座摩摩阻力和汽汽車制動力力等。橋臺柱柱(包括雙片墻墻式臺身)除上述各力力之外還有有臺后土側(cè)壓力、、活載引起起的水平土土壓力及溜溜坡主動土土壓力等。。土側(cè)壓力的計計算寬度及及溜坡主動動土壓力的的計算方法法見《橋規(guī)》中有關(guān)規(guī)定定。(二)內(nèi)力計算樁柱式墩臺臺按樁基礎(chǔ)礎(chǔ)有關(guān)內(nèi)容容計算樁柱柱的內(nèi)力和和樁的入土土深度。對對于單柱式式墩，計算算彎矩應(yīng)考考慮兩個方方向彎矩的的合力，縱縱、橫方向向彎矩合力力值為：計算墻式臺臺身內(nèi)力時時，應(yīng)按蓋蓋梁底面、、墻身中部部、墻身底底面、承臺臺底面等分分別進行內(nèi)內(nèi)力計算和和應(yīng)力驗算算。(三)配筋驗算：：在最不利的的效應(yīng)組合合之后，先先配筋、再再驗算，驗驗算方法按按鋼筋混凝凝土偏心受受壓構(gòu)件計計算。第四節(jié)柔柔性墩的計計算柔性性墩墩是是由由鋼鋼筋筋混混凝凝土土柔柔性性排排架架樁樁墩墩、、梁梁和和剛剛性性墩墩臺臺組組成成的的一一聯(lián)聯(lián)或或多多聯(lián)聯(lián)的的多多孔孔連連續(xù)續(xù)鉸鉸接接剛剛架架體體系系，，在在縱縱向向水水平平力力作作用用下下，，一一聯(lián)聯(lián)的的各各柔柔性性墩墩臺臺頂頂具具有有相相同同的的水水平平位位移移。。為為了了簡簡化化計計算算，，可可把把雙雙固固定定支支座座布布置置的的柔柔性性墩墩視視為為下下端端固固結(jié)結(jié)，，上上端端有有水水平平約約束束的的鉸鉸接接支支承承的的超超靜靜定定梁梁，，如如圖5-2-6a。在在柔柔性性墩墩的的頂頂端端已已知知橋橋跨跨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)作作用用的的豎豎向向力力N和墩墩頂頂偏偏心心彎彎矩矩M，墩墩頂頂位位移移Δi也可可預(yù)預(yù)先先求求出出，，則則反反力力的的未未知知數(shù)數(shù)有有下下端端的的三三個個值值和和墩墩頂頂?shù)牡乃狡椒捶戳α?，，為為一一次次超超靜靜定定。。將將墩墩頂頂水水平平反反力力作作為為多多余余未未知知力力求求解解，，即即可可計計算算下下端端固固結(jié)結(jié)點點和和墩墩身身的的彎彎矩矩、、剪剪力力，，根根據(jù)據(jù)各各墩墩的的最最不不利利組組合合進進行行樁樁墩墩的的配配筋筋和和驗驗算算。。NEXTBACKNEXT(一)基本本假假定定1.柔性性墩墩頂頂水水平平力力的的計計算算，，在在墩墩頂頂偏偏心心彎彎矩矩不不大大的的前前提提上上，，可可采采用用疊疊加加原原理理進進行行計計算算，，計計算算圖圖式式見見圖5-2-6b。2.假定定上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對對樁樁柱柱頂頂不不發(fā)發(fā)生生相相對對位位移移，，制制動動力力按按各各墩墩抗抗水水平平位位移移剛剛度度分分配配。。對對于于樁樁柱柱式式柔柔性性墩墩，，墩墩柱柱下下端端固固結(jié)結(jié)在在基基礎(chǔ)礎(chǔ)或或承承臺臺頂頂面面，，其其墩墩抗抗水水平平位位移移剛剛度度為為(等截截面面剛剛度度)：此時時δi的計計算算應(yīng)應(yīng)考考慮慮樁樁側(cè)側(cè)土土的的彈彈性性抗抗力力因因素素，，可可參參照照樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)計計算算部部分分。。（5-2-9）（5-2-10）3.計算土土側(cè)壓壓力時時，如如設(shè)有有實體體剛性性墩臺臺，則則全部部由有有關(guān)剛剛性墩墩臺承承受，，如均均為柔柔性墩墩，則則岸墩墩承受受土壓壓力由由對岸岸的土土抗力力平衡衡，其其余柔柔性墩墩不計計其影影響。。4.水平力力組合合時，，樁柱柱頂?shù)牡闹苿觿恿?、、水平平土壓壓?當邊排排架向向河心心偏移移時)及豎向向偏載載產(chǎn)生生的水水平力力的代代數(shù)和和不允允許大大于支支座摩摩阻力力。當當前三三者與與溫度度變化化產(chǎn)生生水平平力的的總和和大于于支座座摩阻阻力時時，按按摩阻阻力計計算。。(二)墩頂水水平位位移的的計算算1.柔性墩墩頂制制動力力及其其水平平位移移計算算（5-2-13）（5-2-12）（5-2-11）3.在豎向向活載載作用用下，，梁長長度的的變化化當橋跨跨結(jié)構(gòu)構(gòu)跨徑徑較大大時，，在豎豎向活活載作作用下下梁下下緣增增長而而影響響柔性性墩的的位移移也應(yīng)應(yīng)考慮慮，此此時由由梁的的撓度度δs近似得得到梁梁的撓撓曲半半徑：：然后按按梁的的撓曲曲(中心角角為Li/R)可計算算梁的的下緣緣伸長長值Δs。計算Δs值時，，需按按幾跨跨梁計計算，，應(yīng)根根據(jù)所所計算算橋墩墩在一一聯(lián)中中的位位置、、支座座布置置情況況及驗驗算時時活載載布置置的位位置而而定。。小跨跨徑橋橋梁的的Δs可忽略略不計計。柔性墩墩頂發(fā)發(fā)生的的水平平位移移綜合合為：：Δi=Δz+Δt+Δs（5-2-15）（5-2-14）NEXTBACK3.由于墩墩頂偏偏心彎彎矩而而產(chǎn)生生的水水平反反力：：（5-2-18）第五節(jié)節(jié)設(shè)設(shè)有支支撐梁梁的輕輕型橋橋臺的的計算算設(shè)有支支撐梁梁的輕輕型橋橋臺的的計算算主要要有三三個方方面：：一是是橋臺臺(順橋向向)在側(cè)向向土壓壓力作作用下下臺身身作為為豎梁梁進行行截面面強度度驗算算；二二是橋橋臺(包括基基礎(chǔ))在豎向向荷載載作用用上橫橫橋向向作為為一根根彈性性地基基短梁梁進行行截面面強度度驗算算；三三是基基礎(chǔ)底底面下下地基基應(yīng)力力驗算算。一、橋橋臺作作為豎豎梁時時的強強度驗驗算(按單位位寬度度)橋臺臺臺身強強度驗驗算主主要是是驗算算水平平土壓壓力作作用下下的臺臺身強強度，，因此此，當當橋上上無荷荷載，，臺背背填土土破壞壞棱體體上布布置車車輛荷荷載時時，臺臺身受受力最最為不不利，，因而而控制制設(shè)計計。車輛荷荷載在在臺背背填土土破壞壞棱體體上引引起的的土壓壓力：：(一)臺后主主動土土壓力力計算算（5-2-19）(二)臺身內(nèi)內(nèi)力計計算1.計算跨跨徑臺身按按上下下鉸接接的簡簡支梁梁計算算(圖5-2-9)。對于于有臺臺背的的橋臺臺，承承受土土壓力力的臺臺身作作為簡簡支梁梁計算算的跨跨徑為為：對于無無臺背背的橋橋臺，，承受受土壓壓力的的臺身身作為為簡支支梁計計算的的跨徑徑為：：NEXT（5-2-21）（5-2-20）BACK圖5-2-9橋臺的的計算算圖式式2.土壓力力引起起的彎彎矩和和剪力力(近似按按中點點計算算)3.計算截截面(H1/2)的豎向向力：：P=P1+P2+P3式中：：P1———上部構(gòu)構(gòu)造重重力引引起的的支點點反力力；P2———臺帽重重力；；P3———在H1/2截面以以上部部分臺臺身重重力。。（5-2-22）（5-2-23）（5-2-24）二、橋橋臺在在本身身平面面內(nèi)的的彎曲曲強度度驗算算輕型橋橋臺是是一較較長的的平直直薄墻墻，在在豎向向荷載載作用用下，，本身身平面面內(nèi)發(fā)發(fā)生彎彎曲，，彎曲曲的程程度與與地基基的變變形系系數(shù)α有關(guān)（（圖5-2-10）。當橋臺臺長度度L＞4/αα時，把把橋臺臺當作作支承承在彈彈性地地其上上的無無限長長梁計計算；；當L＜1.2/αα時，把把橋臺臺當作作支承承在彈彈性地地基上上的剛剛性梁梁計算算(即不考考慮橋橋臺在在本身身平面面內(nèi)發(fā)發(fā)生彎彎曲)；當4/αα＞L＞1.2/αα時，把把橋臺臺當作作支承承在彈彈性地地基上上的短短梁計計算。。在一一般情情況下下，輕輕型橋橋臺的的長度度大多多處于于4/αα和1.2/αα之間，，因此此，此此處只只介紹紹按短短梁計計算的的公式式。NEXTBACK設(shè)梁上上作用用著一一段對對稱的的均布布荷載載，則則梁的的最大大彎矩矩產(chǎn)生生在中中點，，其計計算公公式為為：（5-2-25）三、基基底應(yīng)應(yīng)力驗驗算橋臺的的基底底應(yīng)力力為橋橋臺重重力和和橋跨跨結(jié)構(gòu)構(gòu)恒載載、活活載引引起的的應(yīng)力力之和和。橋橋臺重重力引引起的的基底底應(yīng)力力計算算，系系假定定橋臺臺因重重力不不致發(fā)發(fā)生彎彎曲(如圖)。對稱稱荷載載引起起的基基底最最大應(yīng)應(yīng)力(中點)可按下下式計計算：：（5-2-26）第六節(jié)節(jié)橋橋臺計計算示示例一、設(shè)設(shè)計資資料1.上部構(gòu)構(gòu)造裝配式式鋼筋筋混凝凝土矩矩形板板，標標準跨跨徑L=80m；板厚厚0.45m；橋面面凈寬寬：凈凈7+2×0.75m。2.設(shè)計荷荷載汽車荷荷載公公路-Ⅱ級，人人群荷荷載30kN/m2。3.漿砌塊塊石一一字型型輕型型橋臺臺，填填土高高35m。4.建筑材材料臺帽為為C15鋼筋混混凝土土，臺臺身為為10號砂漿漿砌塊塊石(30號石材材)，基礎(chǔ)礎(chǔ)為C15混凝土土。5.其他計計算數(shù)數(shù)據(jù)地基土土彈性性抗力力系數(shù)數(shù)K=15000kN/m3；土的內(nèi)內(nèi)摩擦擦角=35°；土的的容重重γ=18kN/m3；地基土土基本本承載載力［［σ0］=250kPa；漿砌塊塊石砌砌體抗抗壓極極限強強度Rja=630MPa。6.尺寸擬擬定橋臺布布置及及已知知尺寸寸如圖5-2-12所示。。設(shè)臺臺帽口口共寬寬75cm，其中中包括括2cm工作縫縫和5cm挑檐，，臺帽帽厚30cm，臺背背高20cm，臺身身厚度度120cm，基礎(chǔ)礎(chǔ)各邊邊放大大10cm，基礎(chǔ)礎(chǔ)厚度度60cm。二、橋橋臺計計算橋臺計計算應(yīng)應(yīng)包括括以下下幾個個方面面：(一)橋臺作作為上上、下下支撐撐的豎豎梁時時的計計算；；(二)臺身平平面彎彎曲計計算；；(三)基底土土最大大壓應(yīng)應(yīng)力的的驗算算；BACK第三章拱拱橋墩臺計計算第一節(jié)拱拱橋墩臺上上的作用及及其效應(yīng)組組合一、拱橋橋橋墩上的作作用及其效效應(yīng)組合橋墩應(yīng)對順順橋向和橫橫橋向分別別進行計算算，一般為為順橋向控控制，此時時，橋墩上上的作用如如圖5－3－1所示?？勺冏饔弥兄械闹苿恿α，假設(shè)它作作用在拱頂頂，并平分分于兩拱腳腳(圖5－3－2)。圖5－3－