橋梁工工程第六篇篇橋橋梁墩墩臺橋梁墩臺類型和構造1橋墩的設計與計算2橋臺的設計與計算3第一章章橋橋梁梁墩臺臺的類類型和和構造造第一節(jié)節(jié)墩墩臺臺類型型及適適用性性橋梁下下部結(jié)結(jié)構由由橋墩、、橋臺臺和基基礎組成；；橋梁墩墩（臺臺）主主要由由墩（臺臺）帽帽(蓋梁)、墩（（臺））身和和基礎礎三部分分組成成，如如圖所所示。。梁的自自重及及梁所所承受受的荷荷載，，通過過橋臺臺、橋橋墩傳傳給地地基。。梁橋重重力式式墩臺臺近年來來，國國內(nèi)外外的城城市橋橋梁中中，涌涌現(xiàn)出出豐富富多彩彩的構構造形形式，，這些些有：：（1）單柱式式墩,其截面面可以以是圓圓形、、矩形形、多多角形形等，，這種種橋墩墩的外外貌輕輕盈，，視空空開闊闊，造造價經(jīng)經(jīng)濟；；（2）多柱式式墩，其柱柱頂各各自直直接支支撐上上部結(jié)結(jié)構的的箱梁梁底板板，柱柱間不不設橫橫系梁梁，顯顯得挺挺拔有有力，，干凈凈利落落；（（3）矩形薄薄壁墩墩，這種種墩常常將表表面作作成紋紋理（（豎向向或橫橫向紋紋理）），從從而收收到美美觀的的效果果；（（4）雙叉形形和四叉叉形；；（5）T形、V形和X形等，這些些型式式除滿滿足結(jié)結(jié)構受受力的的要求求外，，都是是為了了達到到造型型美觀觀的目目的。。各種橋橋墩形形式一、梁梁橋橋橋墩橋墩按按其構構造可可分為為實體橋橋墩、、空心心橋墩墩、柱柱式排排架樁樁墩、、柔性性墩和和框架架墩等五種種類型型。（一）實實體式式（重重力式式）橋橋墩實體橋橋墩是是由一一個實體結(jié)構組組成,主要靠靠自身重重力平平衡外力保保證橋橋墩穩(wěn)穩(wěn)定。它們由由墩帽、墩身和基礎構成。。實體式式（重重力式式）橋橋墩柱式橋橋墩的的結(jié)構構特點點是由由分離離的兩根或多根立立柱（或樁樁柱））所組組成。。它的的外型型美觀觀，圬圬工體體積少少，因因此是是目前前公路路橋梁梁中廣廣泛采采用的的橋墩墩型式式之一一。柱式橋橋墩（a）單柱柱式；；（b）雙柱柱式；；（c）啞鈴鈴式；；（d）混合合雙柱柱式（三））鋼筋筋混凝凝土薄薄壁式式墩和和空心心墩在一些些高大大的橋橋墩中中，為為了減減少圬圬工體體積，，節(jié)約約材料料，減減輕自自重，，減少少軟弱弱地基基的負負荷，，也可可將墩墩身內(nèi)內(nèi)部做做成空腔體體、即所所謂空心橋橋墩。這種種橋墩墩在外外形上上與實實體重重力式式橋墩墩并無無大的的差別別，只只是自自重較較實體體重力力式的的輕，，因此此，它它介于于重力力式橋橋墩和和輕型型橋墩墩之間間。幾幾種常常見的的空心心橋墩墩如圖圖所示示。鋼筋混混凝土土方形形空心心墩鋼筋混混凝土土薄壁壁式橋橋墩（四））柔性性（排排架））墩柔性排排架樁樁墩其其主要要特點點是，，可以以通過過一些些構造措施，，將上上部結(jié)結(jié)構傳傳來的的水平平力（（制動動力、、溫度度影響響力等等）傳傳遞到到全橋橋的各各個柔柔性墩墩臺，，或相相鄰的的剛性性墩臺臺上，，以減減少單單個柔柔性墩墩所受受到的的水平平力，，從而而達到到減小樁樁墩截截面的目的的。柔性排排架樁樁墩二、拱拱橋橋橋墩拱橋橋橋墩通通常采采用實體式式（重重力式式）和樁（柱柱）式式墩（1）拱座座拱座相相當于于梁式式橋墩墩（臺臺）的的墩（（臺））帽是是直接接支撐撐拱圈圈的部部分，，相鄰鄰橋跨跨的拱拱推力力相互互抵消消后，，將不不平衡衡的推推力傳傳至墩墩身。。它的主主要作作用是是：在在它的的一側(cè)側(cè)的橋橋孔因因某種種原因因遭到到毀壞壞時，，能承承受住住單側(cè)側(cè)拱的的恒載載水平平推力力，以以保證證其另另一側(cè)側(cè)的拱拱橋不不致遭遭到傾傾坍。。當施工工時為為了拱拱架的的多次次周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，或或者當當纜索索吊裝裝設計計的工工作跨跨徑受受到限限制時時為了了能按按橋臺臺與某某墩之之間或或者按按某兩兩個橋橋墩之之間作作為一一個施施工段段進行行分段段施工工，在在此情情況下下也要要設置置能承承受部部分恒恒載單單向推推力的的制動動墩。。如圖圖所示示：（2）單向向推力力墩圖6-1-6拱橋輕輕型單單向推推力墩墩（a為斜撐撐墩b為懸臂臂墩））a)b)（3）相鄰鄰兩孔孔推力力不相相等的的橋墩墩變更相相鄰的的矢跨跨比，，調(diào)整整拱座座位置置或拱拱上結(jié)結(jié)構形形式而而使兩兩推力力或推推力對對橋墩墩彎矩矩大致致相等等。一種是是重力式式墩臺臺。這類類墩、、臺的的主要要特點點是靠靠自身重重量來平衡衡外力力而保保持其其穩(wěn)定定。因因此，，墩身身、臺臺身比比較厚厚實，，可以以不用用鋼筋筋，而而用天天然石石材或或片石石混凝凝土砌砌筑。。它適適用于于地基基良好好的大大、中中型橋橋梁，，或流流冰、、漂浮浮物較較多的的河流流中。。在砂砂石料料方便便的地地區(qū)，，小橋橋也往往往采采用重重力式式墩、、臺。。其主主要缺缺點是是圬工體體積較較大，因而而其自重和和阻水水面積積也較大大。另一種種是輕型墩墩臺。一般般說來來，這這類墩墩臺的的剛度度小，，受力力后允允許在在一定定的范范圍內(nèi)內(nèi)發(fā)生彈彈性變變形，所用用的建建筑材材料大大都以以鋼筋筋混凝凝土和和少筋筋混凝凝土為為主，，但也也有一一些輕輕型墩墩臺，，通過過驗算算后可可以用用石料料砌筑筑。一、梁梁橋橋橋臺重力式式橋臺臺主要要靠自重來來平衡衡臺后的的土壓壓力，，通常常用石石料、、片石石混凝凝土或或混凝凝土等等圬工工材料料建造造。重力式式U型橋臺臺a)梁橋橋橋臺b）拱橋橋橋臺臺埋置式式橋臺臺將臺臺身大大部分分埋入入錐形形護坡坡（溜溜坡））內(nèi)，，縮短短翼墻墻（耳耳墻）），僅僅由臺帽兩兩側(cè)耳耳墻與路堤堤銜接接，如如圖所所示：：埋置式式橋臺臺樁柱式式橋臺臺樁柱式式橋臺臺是當當前常常用的的橋臺臺形式式之一一，它它比實實體埋埋置式式橋臺臺能節(jié)節(jié)省更更多的的圬工工，而而且施施工更更為簡簡易，，如圖圖所示示：輕型橋橋臺的的體積積輕巧巧、自自重較較小，，一般般由鋼鋼筋混混凝土土材料料建造造，它它借助助結(jié)構構物的的整體剛剛度和和材料料強度度承受外外力，，從而而可節(jié)節(jié)省材材料，，降低低對地地基強強度的的要求求和擴擴大應應用范范圍，，為在在軟土土地基基上修修建橋橋臺開開辟了了經(jīng)濟濟可行行的途途徑。。圬工薄薄壁輕輕型橋橋臺薄壁輕輕型橋橋臺（一））齒檻檻式橋橋臺結(jié)構特特點：：基底面面積較較大，，可以以支承承一定定的垂垂直壓壓力；；底板下下的齒齒檻可可以增加磨磨擦和和抗滑滑的穩(wěn)定性性；臺背做做成斜斜擋板板，利利用它它背面面的原原狀土土和前前墻背背面的的新填填土，，共同同平衡衡拱的的水平平推力力；前墻與與后墻墻板之之間的的撐墻墻可以以提高結(jié)結(jié)構的的剛度度；齒檻的的寬度度和深深度一一般不不小于于50cm。這種種橋臺臺適用用于軟軟土地地基和和路堤堤較低低的中中小跨跨徑拱拱橋。?？崭故绞綐蚺_臺:前墻、后墻、基礎板板和撐墻等部分分組成成。前墻承承受拱拱圈傳傳來的的荷載載，后后墻支支承臺臺后的的土壓壓力。。在前前后墻墻之間間設置置撐墻墻3～4道，作作為傳傳力構構件，，并對對后墻墻起到到扶壁壁，對對基礎礎板起起到加加勁作作用。。組合式橋臺臺組合式橋臺臺由臺身和后座座兩部分組成成臺身部分分承受拱的的豎直壓力力，后座部分則則通過后座座底板的摩摩阻力及臺臺后的土側(cè)側(cè)壓力來平衡拱的的水平推力力。正確的選擇擇原則是：：在滿足使用功功能的前提下，，應符合因地制宜、就地取材、方便施工和養(yǎng)護、以達到適用、安全全、經(jīng)濟、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、造型美觀的目的。橋橋梁墩臺的的設計與結(jié)結(jié)構受力、、地質(zhì)構造造、土基條條件、水文文、水利以以及河床性性質(zhì)有關。。必須保持墩臺的強度度和穩(wěn)定性1.順橋向墩帽帽最小寬度度b如圖所示，，b為：式中：f—相鄰兩跨支支座間的中中心距；e0—伸縮縫寬，，中小橋為為2cm～5cm；大跨徑橋橋梁可按溫溫度變化及及施工放樣樣、安裝構構件可能出出現(xiàn)的誤差差等決定；；溫度變化化引起的變變位為：（一）.梁式橋的實實體墩墩（臺）帽帽厚度一般般不小于50cm（二）.墩、臺帽平平面尺寸其中：l—橋跨的計算算長度（因因橋梁的分分孔、聯(lián)長長、固定支支座與活動動支座布置置不同而不不同）；—溫度變化幅幅度值，可可采用當?shù)氐刈罡吆妥钭畹驮缕骄鶜鉁丶皹驑蚩鐫仓晖瓿蓵r的溫溫度計算決決定；—材料的線膨膨脹系數(shù)，，鋼筋混凝凝土構造物物為；、—橋跨結(jié)構過過支座中心心線的長度度；a、—橋跨結(jié)構支支座順橋向向?qū)挾龋籧1—順橋向支座座邊緣至墩墩身邊緣的的最小距離離，見表5-1-1及圖5-1-8；c2—檐口寬度，，5cm～10cm。e0=L×t×ααt支座邊緣距距臺邊緣最最小距離2.橫橋向墩帽帽最小寬度度BB為橋跨結(jié)構構兩外側(cè)邊邊支座中心心距+支座底板橫橫向?qū)挾?2C2+支座墊板至至墩臺邊緣緣最小寬度度的兩倍。。b≥a/2+e1+e0/2+C1+C23.順橋向臺帽帽最小寬度度b其中式中符符號意義同同前所示。。4.橫橋向臺帽帽最小寬度度B除應考慮支支座布置情情況外，還還應結(jié)合橋橋面寬度（（包括人行行道）及接接線路基寬寬度決定，，使車輛及及行人交通通順暢、安安全方便。。拱橋拱座的的縱、橫向向?qū)挾瓤赏瑯痈鶕?jù)以以上方法結(jié)結(jié)合拱腳尺尺寸等情況況決定，但但是大跨徑徑橋梁墩臺臺臺帽寬度度需視上部部結(jié)構類型型而定。（三）實體體墩臺頂帽帽鋼筋的配配置配筋實例二、墩（臺臺）的構造造要求（一）對石石料及混凝凝土墩臺的的要求（二）對鋼鋼筋混凝土土墩臺的要要求三、支承墊墊石基礎擴散散角（剛性性角）、沉沉降、頂寬寬的估算、、側(cè)坡具體尺寸寸、鋼筋的的要求一、作用計計算（一）永久久作用1.結(jié)構重力；；2.土的重力及及土側(cè)壓力力；3.預加力；4.水的浮力；5.混凝土收縮縮及徐變、、基礎變位位的作用。。第三節(jié)墩墩臺的作作用計算與與有關規(guī)定定（二）可變變作用1、汽車制動動力；2、流水壓力力、冰壓力力；3、支座摩阻阻力；4、風力。（三）偶然然作用1、地震作作用；2、作用在在墩身上的的船只或漂漂浮物的撞撞擊力。二、作用效效應組合原原則1.只有在墩臺臺上可能出出現(xiàn)的作用用，才進行行效應的組合合；2.當可變作用用的出現(xiàn)對墩臺產(chǎn)生生有利影響響的時候，該該作用效應應不應參與與組合；3.施工階段作作用效應的的組合，應應按計算需需要及墩臺臺所處條件件而定，結(jié)結(jié)構上的施施工人員和和機具設備備均應該按按臨時荷載加以考慮；；4.多個偶然作作用不同時參與與組合；三、墩臺設設計的有關關規(guī)定（一）.墩臺的沉降降和位移；；（1）簡支梁橋橋的墩臺沉降和位移移的容許極極限值，不宜超過過：①墩臺均勻總總沉降值的的2√L；②相鄰墩臺均均勻總沉降降1.0√L；③墩臺頂面面的水平位位移值0.5√L；（2）拱橋墩臺臺的沉降和位移移的允許值由由計算確定定（3）水平位移移的計算，，一般將橋橋梁實體墩墩作為一個個在基礎頂面固固結(jié)的懸臂臂梁，同時不考考慮由于墩墩頂位移后后垂直作用用引起的彎彎矩。計算算結(jié)果偏大大。（二）柱式式墩臺蓋梁梁的計算墩臺蓋梁與與柱應按剛構計算，當蓋蓋梁與柱的的線剛度（（EI/l)之比大于5時，雙柱式式蓋梁可按按簡支梁計算，多柱柱式墩臺蓋蓋梁可按連續(xù)梁計算。規(guī)范規(guī)定：：四、墩臺設設計的內(nèi)容容和要求（1）墩身任意意截面應有有足夠的強度，在荷載作作用下不致致破壞，也也不得發(fā)生生過大的裂裂縫等病害害。（2）橋墩基本本是壓彎結(jié)結(jié)構件，必必須保證縱縱向撓曲的穩(wěn)定定性（3）在各種作作用下墩頂彈性水平平位移不宜宜過大（4）必須驗算算墩臺的整體體抗傾覆和抗抗滑動的穩(wěn)穩(wěn)定性。驗算步驟：：（1）該驗算項項目最不利作用用效應組合合的計算（2）計算在相相應作用效效應組合下下，控制截截面的最大應力、、偏心值或或位移值和和穩(wěn)定性（3）進行截面強度、合力偏心距距或位移以穩(wěn)定性驗算第四節(jié)墩墩臺的附附屬結(jié)構物物一、錐坡護護坡及溜坡坡為了保護橋橋臺與引道道邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定，防止止沖刷水毀毀，應該在在兩側(cè)及岸岸墩向河側(cè)側(cè)設置錐形形護坡。岸岸墩前的稱稱為溜坡。二、破冰體體：破冰棱設置置在最低水水位線以下下0.5,到最高水位位以上1.0m破冰體與實實體墩示意意三、橋臺搭搭板一、擬定橋橋墩各部尺尺寸:根據(jù)橋梁上上部構造的的寬度選定定墩頂長度度二、計算與與驗算要點點（一）作用用效應計算算1梁橋重力式式橋墩第一種組合合：按橋墩墩各截面上上可能產(chǎn)生生的最大豎向力力的情況進行行組合，驗驗算墩身強度和和基底最大大應力，兩跨滿可可變作用的的一種或幾幾種。第二種組合合：按橋墩墩各截面在在順橋方向上可能產(chǎn)生生的最大偏心和最大彎矩的情況進行行組合。在在相鄰兩孔孔的一孔上上，布置可可變作用.驗算墩身強度、基底應力、偏心矩以及橋墩的穩(wěn)定定性第三種組合合：按橋墩墩各截面在在橫橋方向可能產(chǎn)生最大偏心和最大彎矩的情況進行行組合。將將可變作作用布置偏偏于橋面的的一側(cè)。驗驗算墩身強度、基底應力、偏心矩以及橋墩的穩(wěn)定定性第二章橋橋墩的設設計與計算算第一節(jié)實實體式（（重力式））橋墩橋墩上縱向向布載情況況橋橋墩墩上橫向布布載情況2拱橋重力式式橋墩（1）順橋方方向的作用用及其效應應組合對于普通橋橋墩應為相相鄰兩孔的的永久作用用，在一孔或跨徑徑較大的一一孔滿布汽汽車車道荷荷載和人群群荷載，其它可變變作用中的的汽車制動力力、縱向風風力、溫度度影響力等，并由此此對橋墩產(chǎn)產(chǎn)生不平衡衡水平推力力、豎向力力和彎矩對對于單向推推力墩則只只考慮相鄰鄰兩孔中跨跨徑較大一一孔的永久久作用效應應。圖6-2-2不等跨拱橋橋橋墩受力力情況（2）橫橋向的的作用及其其效應組合合在橫橋方向向作用于橋橋墩上的外外力有風力力、流水壓壓力、冰壓壓力、船只只或漂浮物物撞擊力、、或地震力力等。但是是對于公路路橋梁，橫橋方向的的受力驗算算一般不控控制設計。以上所述的的各種作用用效應組合合是對重力力式橋墩而而言的，對對于其它型型式的橋墩墩，則要根根據(jù)它們的的構造和受受力特點進進行具體分分析，然后后參照上述述的一般原原則，進行行個別的作作用效應組組合。這里里要提出注注意的是：：第一，不論論對于哪一一種形式的的橋墩，均均應按承載能力極極限狀態(tài)的設計要求求，進行作作用效應的的組合。第二，《橋規(guī)》中還規(guī)定，，有些可變變作用實際際上不可能同時時出現(xiàn)或是是同時參與與組合的概概率比較小，，不不應應同同時時考考慮慮其其作作用用效效應應的的組組合合。。都必必須須滿滿足足橋橋梁梁規(guī)規(guī)范范中中規(guī)規(guī)定定的的強度度安安全全系系數(shù)數(shù)和結(jié)構構穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)對于于梁梁橋橋和和拱拱橋橋重重力力式式橋橋墩墩的的計計算算，，雖雖然然在在作作用用效效應應組組合合的的內(nèi)內(nèi)容容上上稍稍有有不不同同，，但但是是就就某某個個截截面面而而言言，，這這些些外外力力都都可可以以合合成成為為豎向向和水平平方向向的的合合力力（（用用和和表表示示））以以及及繞繞該該截面面x–x軸和和y–y軸的的彎彎矩矩（用用和和表表示示）），，如如圖圖所所示示。。墩身身底底截截面面強強度度驗驗算算（二二））墩墩身身截截面面強強度度和和偏偏心心距距驗驗算算對于于較較矮矮的的橋橋墩墩一一般般驗驗算算墩墩身身的的突變變處處截截面面和墩底底截截面面；對對于于較較高高的的橋橋墩墩，，由由于于控控制制截截面面不不確確定定在在墩墩身身底底部部，，則則應應沿沿墩墩身身豎豎向向每隔隔2到3米驗算算一一個個截截面面。。（三三））墩墩頂頂水水平平位位移移的的驗驗算算對于于高高度度超超過過20m的重重力力式式墩墩臺臺，，應應驗驗算算墩墩頂頂沿沿順順橋橋向向的的彈彈性性位位移移，，并并使使其其符符合合規(guī)規(guī)定定要要求求。。墩墩臺臺頂頂面面水水平平位位移移的的容容許許極極限限值值為為:（四四））承承臺臺基基礎礎底底面面巖巖土土的的承承載載力力和和偏偏心心距距驗驗算算1.基地地巖巖土土的的承承載載力力驗驗算算:基礎礎的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性和和基基低低巖巖石石的的承承載載力力加加以以驗驗算算（1）當當基基底底只只承承受受軸心心荷荷載載：：(2）當當基基底底單單向向偏心心受受壓壓，承承受受豎豎向向力力N和彎彎矩矩M的共共同同作作用用時時，，還還應應滿滿足足下下式式條條件件：：（3）當當基基底底雙向向偏偏心心受受壓壓，承承受受豎豎向向力力N和繞繞x軸彎彎矩矩與與y軸彎彎矩矩共共同同作作用用時時，，還還應應滿滿足足下下式式條條件件：：當設設置置在在基基巖巖上上的的橋橋墩墩基基底底的的合合力力偏心心距距超超出出核核心心半半徑徑時，，其其基基底底的的一一邊邊將將會會出出現(xiàn)現(xiàn)拉拉應應力力，，由由于于不不考考慮慮基基底底承承受受拉拉應應力力，，故故需需按按基基底底應應力力重重分分布布，，重重新新驗驗算算基基底底最最大大壓壓應應力力，，其其驗驗算算公公式式如如下下：：2基底底合合力力偏偏心心距距的的驗驗算算(1)為了了使使永永久久作作用用基基底底拉拉應應力力分分布布比比較較均均勻勻，，防防止止基基底底最最大大壓壓應應力力與與最最小小壓壓應應力力相相差差過過大大，，導導致致基基底底產(chǎn)產(chǎn)生生不不均均勻勻沉沉陷陷和和影影響響橋橋墩墩的的正正常常使使用用，，故故在在設設計計時時，，應應對對基底底合合力力偏偏心心距距加加以以限限制制。應應滿滿足足表表的的要要求求。。荷載情況`地基條件合力偏心距備注墩臺僅承受永久作用標準值效應組合非巖石地基拱橋、剛構橋墩臺，其合力作用點應盡量保持在基底重心附近墩臺承受作用標準值效應組合或偶然作用（地震作用除外）標準值效應組合非巖石地基應考慮應力重分布，且符合抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)較破碎~極破碎巖石地基完整、較完整巖石地基(2)基底底重重心心軸軸的的偏偏心心矩矩(3)單向向或或雙雙向向偏偏心心受受壓壓（五五））墩墩基基礎礎的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗驗算算1抗傾傾覆覆穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗驗算算即：：上述述方方程程左左邊邊第第一一項項為為穩(wěn)定定力力矩矩，第第二二項項為為傾覆覆力力矩矩。由此此可可見見，，抵抵抗抗傾傾覆覆的的穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)可按按下下式式驗驗算算：：式中中：：–––––穩(wěn)定定力力矩矩；；–––––傾覆覆力力矩矩；；–––––不考考慮慮其其分分項項系系數(shù)數(shù)和和組組合合系系數(shù)數(shù)的的作作用用標標準準值值組組合合或或偶偶然然作作用用（（地地震震除除外外））標標準準值值組組合合引引起起的的豎豎向向力力（（kN）；；–––––豎向向力力對對驗驗算算截截面面重重心心的的力力臂臂（（m）；；–––––不考考慮慮其其分分項項系系數(shù)數(shù)和和組組合合系系數(shù)數(shù)的的作作用用標標準準值值組組合合或或偶偶然然作作用用（（地地震震除除外外））標標準準值值組組合合引引起起的的水水平平力力（（kN）；；–––––在截截面面重重心心與與合合力力作作用用點點的的連連接接線線上上，，自自截截面面重重心心至至驗驗算算傾傾覆覆軸軸的的距距離離（（m）；；–––––所有有外外力力的的合合力力R在驗驗算算截截面面的的作作用用點點對對基基底底重重心心的的偏偏心心距距。。2抗滑滑動動穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗驗算算抵抗抗滑滑動動的的穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)Kc，按按下下式式驗驗算算：式中中：：–––––各豎豎向向力力的的總總和和（（包包括括水水的的浮浮力力））；；–––抗滑穩(wěn)定水平平力總和；–––滑動水平力總總和；–––基礎底面（圬圬工）與地基基土之間的摩摩擦系數(shù)，若若無實測值時時可參照表6-2-2選取。一、柱式橋墩墩的構造特點點第二節(jié)樁樁柱式橋墩橋墩的立面形形式（一）蓋梁設設計1.作用計算永久作用、可可變作用、施施工吊裝荷載載、橋墩沿縱縱向的水平力力2.作用效應計算算：3.截面配筋計算算：彎矩和剪力包包絡圖（二）墩柱設設計1.作用計算：永久作用、汽汽車作用2.截面配筋:軸心受壓或偏偏心受壓計算算3.裂縫驗算：0.20mm,0.15mm二、設計與計計算要點第三節(jié)柔柔性排架樁橋橋墩一、橋墩形式式與一般構造造二、設計與計計算要點梁橋柔性墩計計算圖式（一）基本假假設（1）外荷載除汽汽車荷載外，，還要計入汽汽車制動力、、溫度影響力力，必時還包包括墩身受到到的風力，但但梁身的混凝凝土收縮、徐徐變等次要因因素可忽略不不計。（2）計算制動力力時,各墩臺受力按按墩頂抗推剛剛度分配。在在計算土壓力力時，如設有有實體剛性墩墩臺，則全部部由有關剛性性墩臺承受。。如均為柔性性墩，則由岸岸墩承受土壓壓力，并假定定此時各個墩墩頂與上部構構造之間不發(fā)發(fā)生相對位移移。（3）計算溫度變變形時，墩對對梁產(chǎn)生的豎豎向彈性拉伸伸或壓縮影響響忽略不計，，而只計樁墩墩頂部水平力力對樁墩所引引起的彎矩的的影響。（4）在計算梁墩墩之間橡膠支支座的水平力力剪切變形時時，忽略因梁梁體的偏轉(zhuǎn)角角對它的影響響。柔性墩結(jié)構及及計算圖示鋼筋混凝土柔柔性排架樁墩墩臺,是由成排的預預制打入樁或或鉆孔灌注樁樁頂連接鋼筋筋混凝土蓋梁梁組成的.（二）計算步步驟1墩抗推剛度的的計算1、當墩柱下端端固定在基礎礎或承臺頂面面時，2、當考慮樁側(cè)側(cè)土的彈性抗抗力時，則按按樁基礎的有有關公式計算算，上式中：——單位水平力作作用在第i個柔性墩頂產(chǎn)產(chǎn)生的水平位位移（m/kN）；——第i墩柱下端固接接處到墩頂?shù)牡母叨龋╩）；I——墩身橫截面對對形心軸的慣慣性矩（m4）。2墩頂制動力的的計算式中：——作用在第i墩臺的制動力力（kN）；——全橋（或一聯(lián)聯(lián)）承受的制制動力（kN）。于是墩頂水平平位移為：3.梁的溫度變形形引起的水平平力當溫度下降時時橋梁上部結(jié)結(jié)構將縮短，，兩岸邊排架架向河心偏移移。當溫度上上升時，橋梁梁上部結(jié)構將將伸長，兩岸邊排架向向路堤偏移。因此，無論論溫度升高或或降低，必然然存在一個溫溫度變化偏移值等于零零的位置（稱為溫度中中心）。在求求排架的偏移移值時，需先先求出這個位位置。溫度變化時柔柔性排架墩的的偏移圖式如圖所示，圖圖中：x0——為溫度中心0––0線至0號排架的距離離；i——樁的序號，i=0，1，2……n，n為總排架數(shù)減減1；——第跨的跨徑。。如果用x1、x2……xi表示自0—0線至1，2……i號排架的距離離，則得各墩墩頂部由溫度度變化引起的的水平位移為為：式中：——上部結(jié)構的線線膨脹系數(shù)；；——溫度升降的度度數(shù)。，均帶有有正負號，以以自0—0線指向x軸正軸為正各排架樁頂所所受的溫度力力為:在溫變作用下下，各墩頂水水平力之和必必為零，即：：聯(lián)立解式便得得到(6-2-10)，當各跨跨徑相相同都為L時:4.由于墩頂產(chǎn)生生水平位移、、豎向力引起起墩身彎矩而而產(chǎn)生的水平平力豎向力包括上上部結(jié)構恒載載及活載反力力，墩身自重重忽略不計，，近似取柔性性墩身變形曲曲線為二次拋拋物線如圖所所式，則：柔性墩變形曲曲線以一跨梁（水水平鏈桿）與與柔性墩組成成的一個一次次超靜定結(jié)構構，取水平鏈鏈桿軸力為贅贅余未知力，，于是：5.由于墩頂偏心心彎矩產(chǎn)生的的水平力第四節(jié)空空心薄壁橋墩墩一、空心墩構造造形式和要求求（一）構造形形式和特點空心墩截面形形式空心橋墩二、設計與計計算要點（一）空心墩墩的承載力和和穩(wěn)定性計算算:偏心受壓構件件、鋼筋的強強度和整體穩(wěn)穩(wěn)定性（二）空心墩墩頂位移的計計算：1.動力作用下的的位移值的計計算(1)制動力及梁上上風力作用下下墩頂位移計計算空心橋墩在構構造尺寸上應應符合下列規(guī)規(guī)定：（1）墩身最小壁壁厚，對于鋼鋼筋混凝土不不宜小于30厘米，對于混混凝土不宜小小于50厘米。（2）墩身內(nèi)應設設橫隔梁或縱縱、橫隔板，，以加強墩壁壁的局部穩(wěn)定定性。（3）墩身周圍應應設置適當?shù)牡耐L孔或泄泄水孔，孔的的直徑不小于于20厘米；墩頂實實體段以下應應設置帶門的的進入洞或相相應的檢查設設備。(2)風力作用下墩墩頂位移計算算(3)彎矩作用下墩墩頂位移計算算式中：P———墩頂集中力；；l———橋墩高度；E———彈性模量；I———截面慣性矩；；q——均布荷載；M0——墩頂集中彎矩矩。2.溫度位移日照引起的橋橋墩溫度位移移是不可忽視視的，但目前前對其尚無統(tǒng)統(tǒng)一的計算公公式。當墩頂頂無支撐約束束時，最大墩墩頂位移按按下式計計算：式中：H——墩高；——鋼筋混凝土的的膨脹系數(shù)；；T0——墩身截面的最最大溫差；b,b0——截面寬度與空空心部分截面面寬度；K4C4——常數(shù)；I0——墩身截面重心心軸慣性矩。。（三）墩壁的的局部穩(wěn)定性性驗算圓形空心混凝凝土或鋼筋混混凝土橋墩中中心受壓短波局部穩(wěn)定定的臨界應力簡簡化公式為：：圓形空心墩在在中心受壓下下長波失穩(wěn)的臨界應力公式式為：式中：E——彈性模量t——壁厚R——中面半徑。式中：l——橋墩高度m——高度方向失穩(wěn)穩(wěn)時的變形狀狀態(tài)系數(shù)；n——反映失穩(wěn)時截截面變形狀態(tài)態(tài)系數(shù)。可見長波局部部穩(wěn)定臨界應應力非但與t/R有關，而且與與l有關。但其最最低值即控制制值，是當n=2,m=1時，此時僅與與t/R和E有關。對于矩形空心心板橋墩，其其計算方法與與圓形墩不同同：符號含義示意意矩形墩板墻壁局部失穩(wěn)穩(wěn)形態(tài)墩壁局部穩(wěn)定定計算圖示示示例（四）固端應應力估算在距離墩頂和和墩底實體段一定距距離（0.5~1.0R外）的截面上，其其應力分布尚尚符合材料力力學的計算結(jié)結(jié)果，故可把把空心墩視為為一偏心受壓壓構件；兩端端部分應考慮慮固端應力的的影響。（五）溫度應應力1.豎向溫度應力力（1）豎向局部溫溫度應力（2）豎向外約束束溫度應力2.橫向溫度應力力（1）橫向框架約約束溫度應力力溫度應力計計算圖示示（2）橫向自約束束應力（六）空心墩墩墩帽計算：：墩帽的高度（七）橋墩自自振周期的計計算：懸臂梁來考慮慮第一節(jié)實實體式(重力式)橋臺計算二、設計要點點：應計入車輛作作用引起的土土側(cè)壓力（一）施加在在橋臺上的作作用1.永久作用1）上部結(jié)構重重力通過支座座（或拱座））在臺帽上的的支承反力；；2）橋臺重力（（包括臺帽、、臺身、基礎礎和土的重力力）；3）混凝土收縮縮在拱座處引引起的反力；；4）水的浮力；；5）臺后土側(cè)壓壓力，宜以主主動土壓力計計算，其大小小與壓實度有有關。第三章橋橋臺的設計與與計算一、橋臺主要要尺寸的擬定定：U形橋臺、埋置置式橋臺、八八字形橋臺、、埋置式橋臺臺、八字形橋橋臺、埋置衡衡重式高橋臺臺2.可變作用（1）基本可變作作用：作用在上部部結(jié)構上的汽汽車荷載，除除對鋼筋混凝凝土樁(或柱)式橋臺應計入入沖擊力外，，其它各類橋橋臺均不計沖沖擊力；（2）其他可變作用用：汽車荷載引起起的制動力；；上部結(jié)構因因溫度變化在在支座（或拱拱座）上引起起的摩阻力（（或反力）等等。3.偶然作用只包含地震力力，不考慮船船只或漂浮物物的撞擊力等等4.施工作用（二）作用效效應組合1.梁橋橋臺的荷荷載布置及組組合車輛荷載沿順順橋向的三種種布置方案，，即：1）僅在臺后破壞壞棱體上布置置車輛荷載，，溫度下降，，并考慮臺后后土側(cè)壓力；；2)僅在橋跨結(jié)構構上布置荷載載，溫度下降降，向橋孔方方向的制動力力及臺后土側(cè)側(cè)壓力。3）在橋跨結(jié)構構上和臺后破破壞棱體上都都布置車輛荷荷載。同上作用在梁橋橋橋臺上的荷載載2.拱橋橋臺的荷荷載布置及組組合橋上滿布車輛輛荷載與人群群，使橋臺有有向橋跨方向向滑動的趨勢勢。臺后破壞棱體體上布置車輛輛荷載，使橋橋臺有向路堤堤方向滑動的的趨勢。拱橋橋臺作用用效應組合圖圖示（三））橋臺臺承載載能力力和穩(wěn)穩(wěn)定性性驗算算橋臺臺臺身承載能能力、、基底底承載載力、、偏心心以及及橋臺臺穩(wěn)定定性驗驗算和和橋墩墩相同。。如果果U型橋臺臺兩側(cè)側(cè)墻寬寬度不不小于于同一一水平平截面面前墻墻全長長的0.4倍時，，橋臺臺臺身身截面面驗算算應把把前墻和和側(cè)墻墻作為整整體考考慮其其受力力。否否則，，臺身身前墻墻應按按獨立立的擋擋土墻墻進行行驗算算。二、設設計與與計算算要點點：1、上下鉸鉸接、、驗算算臺身身截面面承載載力（豎梁梁）、2、臺身身和翼翼墻視視為彈性地地基上上的短短梁，彎曲強強度，，3、基礎礎底面面基礎礎地基基容許許承載載力的的驗算算（一））橋臺臺作為為豎梁梁時的的強度度計算算1.利用上部構構造和和下部部的支支撐梁梁作為橋橋臺的的支撐撐，以以防止止橋臺臺向跨跨中移移動；；2.整個構構造物物形成成為四鉸鋼鋼架系系統(tǒng)；3.除臺身身按上上下鉸鉸接支支撐的的簡支豎豎梁承受水水平土土壓力力外，，橋臺臺還應應該作作為彈性地地基上上的梁梁加以驗驗算。。它包括括以下下三項項：第二節(jié)節(jié)輕輕型型橋橋臺臺一、輕輕型橋橋臺的的特點點和構構造要要求1.驗算截截面處處的豎豎直力力N1）橋跨跨結(jié)構構恒載載在單單位寬寬度橋橋臺上上的支支點反反力N1；2）單位位寬度度臺帽帽的自自重N2；3）驗算算截面面以上上單位位寬度度臺身身的自自重N3。于是是2.土壓力力計算算土壓力力及計計算圖圖式1）單位位臺寬寬由填填土本本身引引起的的土壓壓力Er它呈三三角形形分布布，其其計算算公式式為2）單位位臺寬寬由車車輛作作用引引起的的土壓壓力Ec成均勻勻分布布：3）單位位臺寬寬的總總土壓壓力4）等代代土層層厚度度h式中：：––––臺后填填土容容重；；––––土的內(nèi)內(nèi)摩擦擦角；；––––填土表表面與與水平平面的的夾角角；––––橋臺或或檔土土墻與與豎直直面的的夾角角；––––臺背或或墻背背與填填土間間的摩摩擦角角。––––布置在在B×l0面積內(nèi)內(nèi)的車車輪或或履帶帶重；；B––––橋臺計計算寬寬度；；––––計算土土層高高度；；––––臺后填填土的的破壞壞棱體體長度度，同同時3.臺身作作用效效應計計算1）計算算圖式式臺身按按上下下鉸接接的簡簡支梁梁計算算，如如圖所所示。。對于于有臺臺背的的橋臺臺，因因上部部構造造與臺臺背間間的縫縫隙已已用砂砂漿或或小石石子混混凝土土填實實，保保證了了有牢牢靠的的支撐撐作用用。因因此，，臺身身受彎彎的計計算跨跨徑為為H0––––橋跨結(jié)結(jié)構與與支撐撐梁間間的凈凈距；；d––––支撐梁梁的高高度；；c––––橋臺背背墻的的高度度。式中：：2）作用用效應應計算算在計算算截面面彎矩矩M時，軸軸力N的影響響忽略略不計計，而而是放放在強強度驗驗算中中考慮慮。對對于跨跨中截截面其其彎矩矩為在臺帽帽頂部部截面面的剪剪力為為在支撐撐梁頂頂面處處的剪剪力為為3）計算算截面面的垂垂直力力P=P1+P2+P34）截面面承載載力驗驗算（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橋臺受受力圖圖式設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：（三））基地地應力力驗算算橋臺重重力引引起的的基底底應力力分布布圖橋臺的的基底底應力力為橋臺本本身自自重引引起的的和橋橋跨結(jié)結(jié)構、、車輛輛荷載載引起起的應應力之之和。橋橋臺自自重引引起的的基底底應力力可按按臺墻墻因自自重不不致發(fā)發(fā)生彎彎曲的的假定定計算算。荷荷載引引起的的基底底最大大應力力可按按下式式求得得。（二））拱橋橋輕型型橋臺臺一、輕輕型橋橋臺設設計的的基本本假定定1.橋臺只只繞基底底轉(zhuǎn)動動而無無滑動動；2.臺后計計算土土壓力力是由由靜止土土壓力力和橋橋臺變變位所所引起起的土土的的彈性性抗力力所組成成；3.橋臺的的剛度度極大大，它本本身的的變形形相對對于整整個橋橋臺的的位移移可以以忽略略不計計二、靜靜止土土壓力力臺身彈彈性抗抗力計計算圖圖示三、土土的彈彈性抗抗力強強度設在臺臺口處處土的的彈性性抗力力強度