第四篇墩台基础第5次课首页日期本课主题4.2墩台的设计计算（1）目的掌握桥梁墩台计算序号讲授内容时间15知识回顾22.1墩台帽梁的计算4032.2墩（台）身截面验算4045总结与课后作业重点难点方法手段实习实验
第四篇墩台基础第 5 次课首页 本课主题 4.2 墩台的设计计算（1） 日期 目的 掌握桥梁墩台计算 序号 讲授内容 时间 1 知识回顾 5 2 2.1 墩台帽梁的计算 40 3 2.2 墩（台）身截面验算 40 4 总结与课后作业 5 重 点 难 点 方 法 手 段 实 习 实 验
教案正文备注第2章墩台的计算教学要求：掌握桥梁墩台的类型：熟悉墩台的构造要求和尺寸拟定；熟悉墩台验算；了解轻型桥台、柔性墩的计算要点：了解墩台的抗震计算、维修加固和改造。知识回顾（约5分钟）：以课堂提问方式为主墩台的类型2.1墩台帽梁的计算（约40分钟）一.梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算按配置间接钢筋的混凝土构件确定墩台帽支座垫板下的混凝土在支座最大坚向力作用下局部承压区的截面尺寸二.桩柱式墩台顶帽一一盖梁计算《公钢桥规》规定盖梁计算的相关内容如下：（1）当盖梁与柱的线刚度（EI/L）比不大于5时，盖梁与柱为刚构结合结构设计原理的教学体系，盖梁应按刚构计算。内容来进行讲解（2）当盖梁与柱的线刚度（EI/L）比大于5时，双柱式墩台盖梁可按简支梁计算：多柱式盖梁可按连续梁计算。钢筋混凝土盖梁，其跨高比1/h>5时，按一般钢筋混凝土构件计算。当跨高比为：简支梁2<1/h≤5.0，连续梁或刚构时2.5<1/h≤5.0，《公钢桥规》规定，应按深受弯构件的短梁计算。（一）、作用的特点及计算作用特点：作用位置固定，作用力大小随着汽车横向布置不同而变化。作用的计算：一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可做如下考虑：（1）单柱式墩台盖梁在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面的剪力时，汽车横桥向非对称布置（即按规范要求靠一侧布置），横向分配系数按偏心受压法计算。（2）双柱式墩台盖梁在计算盖梁柱顶处负弯矩时，汽车横桥向采用非对提问，荷载的横向布置原理称布置，横向分配系数采用偏心受压法计算：在计算盖梁跨中正弯矩时，汽车横桥向采用对称布置，横向分配系数采用杠杆法计算（图2.60(b)、(C))。（3）多柱式墩台盖梁汽车横桥向要按盖梁各控制截面内力影响线来布置，横向分配系数采用杠杆法计算：同时要注意由于多柱式墩台上部桥面比较宽，人行道亦相应较宽，边梁可能是在人行道下，所以应注意由于杠杆法计算横向分配系数边梁偏小，而用非对称布置偏心受压法又对边梁计算偏大的问题。（二）、盖梁内力计算时墩柱支承宽度影响的考虑
教 案 正 文 第 2 章 墩台的计算 教学要求： 掌握桥梁墩台的类型； 熟悉墩台的构造要求和尺寸拟定； 熟悉墩台验算； 了解轻型桥台、柔性墩的计算要点； 了解墩台的抗震计算、维修加固和改造。 知识回顾（约 5 分钟）： 墩台的类型 2.1 墩台帽梁的计算（约 40 分钟） 一.梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算 按配置间接钢筋的混凝土构件确定墩台帽支座垫板下的混凝土在支 座最大竖向力作用下局部承压区的截面尺寸。 二.桩柱式墩台顶帽——盖梁计算 《公钢桥规》规定盖梁计算的相关内容如下： （1）当盖梁与柱的线刚度（EI/L）比不大于 5 时，盖梁与柱为刚构 体系，盖梁应按刚构计算。 （2）当盖梁与柱的线刚度（EI/L）比大于 5 时，双柱式墩台盖梁可 按简支梁计算；多柱式盖梁可按连续梁计算。 钢筋混凝土盖梁，其跨高比 l/h>5 时，按一般钢筋混凝土构件计算。当跨 高比为：简支梁 2<l/h≤5.0，连续梁或刚构时 2.5<l/h≤5.0 ，《公钢桥 规》规定，应按深受弯构件的短梁计算 。 （一）、作用的特点及计算 作用特点：作用位置固定，作用力大小随着汽车横向布置不同而变 化。 作用的计算：一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可 做如下考虑： （1）单柱式墩台盖梁 在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面的剪 力时，汽车横桥向非对称布置（即按规范要求靠一侧布置），横向分配系 数按偏心受压法计算。 （2）双柱式墩台盖梁 在计算盖梁柱顶处负弯矩时，汽车横桥向采用非对 称布置，横向分配系数采用偏心受压法计算；在计算盖梁跨中正弯矩时， 汽车横桥向采用对称布置，横向分配系数采用杠杆法计算（图 2.60 （b）、（C））。 （3）多柱式墩台盖梁 汽车横桥向要按盖梁各控制 截面内力影响线来布置，横向分配系数采用杠杆法计算；同时要注意由于 多柱式墩台上部桥面比较宽，人行道亦相应较宽，边梁可能是在人行道下， 所以应注意由于杠杆法计算横向分配系数边梁偏小，而用非对称布置偏心 受压法又对边梁计算偏大的问题。 （二）、盖梁内力计算时墩柱支承宽度影响的考虑 备 注 以课堂提问方式为主 结合结构设计原理的教学 内容来进行讲解 提问，荷载的横向布置原理
（1）负弯矩削峰在计算盖梁柱顶截面负弯矩时，可采用负弯矩包络图在柱顶处削峰的方法减小负弯矩值。建议在实际设计时，方形柱取0.9b，圆形柱取(0.5~0.7d)。（2）正弯矩减小跨径在计算简化为双悬臂简支梁或连续梁跨中正弯矩时，采用减小跨径的方法来考虑支承宽度的影响（图b）。（3）在计算盖梁正、负弯矩时，作用于支承宽度内的主梁荷载可忽略不计。（4）对缩头墩，悬臂长按计算，为墩身范围外净悬臂长度：假定福嵌固深度。2.2墩（台）身截面验算（约40分钟）（一）截面强度和稳定验算构件正截面强度和稳定按下列公式计算《公混桥规》还规定：（1）当混凝主结构截面受拉一边布设有不小于截面面积0.05%的纵向钢筋时，可按规定提高：（2）当截面配筋率符合规范最小配筋率规定，按钢筋混凝土截面验算时，偏心距不受限制。三、墩台项水平位移的验算（一）扩大基础上的实体墩台实体式墩台，墩台身在水平力作用下的弹性变形所产生的墩台顶位移可忽略不计，只计算由于基础转动引起的墩台项的水平位移。（二）实体式高墩、钢筋混凝土柔性墩实际墩身顶水平位移包括基础或承台转动引起的位移和墩身的弹性变形引起的位移。四、墩台与基础需整体考虑的几项验算（一）墩台的沉降量验算静定结构桥梁，其计算沉降值不得超过以下规定：墩台均匀总沉降值（不包括施工中的沉降）为mm：相邻墩台均匀总沉降差值（不包括施工中的沉降）为mm;对于超静定结构桥梁，限制值主要依据上部结构设计的安全储备通过试算确定。五、拱桥墩台的施工验算对于多跨拱桥采用分段早期脱架施工时，分段孔边处桥墩则在脱架后要承受已施工拱圈传来的单向恒载及部分施工荷载的推力，所以对原来按营运阶段受力情况设计的桥墩，要验算其施工中相邻两孔允许的施工程序差，以保证桥墩在施工中的刚度和稳定性。对重力式桥台，要根据主拱圈施工中推力的增加确定台后填土和压实程序。组合式桥台当主拱圈尚未安砌即进行后台砌筑及台后填土时，也应进行施工中的稳定性验算。知识总结与课后作业（约5分钟）：
（1）负弯矩削峰 在计算盖梁柱顶截面负弯矩时，可采用负弯矩包络图在柱顶处削峰 的方法减小负弯矩值。建议在实际设计时，方形柱取 0.9b，圆形柱取 （0.5~0.7d）。 （2）正弯矩减小跨径 在计算简化为双悬臂简支梁或连续梁跨中正弯矩时，采用减小跨径 的方法来考虑支承宽度的影响（图 b）。 （3）在计算盖梁正、负弯矩时，作用于支承宽度内的主梁荷载可忽略不 计。 （4）对缩头墩，悬臂长按计算，为墩身范围外净悬臂长度； 假定 嵌固深度。 2.2 墩（台）身截面验算（约 40 分钟） （一）截面强度和稳定验算 构件正截面强度和稳定按下列公式计算《公混桥规》还规定： （1）当混凝土结构截面受拉一边布设有不小于截面面积 0．05％的纵 向钢筋时，可按规定提高； （2）当截面配筋率符合规范最小配筋率规定，按钢筋混凝土截面验 算时，偏心距不受限制。 三、墩台项水平位移的验算 （一）扩大基础上的实体墩台 实体式墩台，墩台身在水平力作用下的弹性变形所产生的墩台顶位 移可忽略不计，只计算由于基础转动引起的墩台顶的水平位移。 （二）实体式高墩、钢筋混凝土柔性墩 实际墩身顶水平位移包括基础或承台转动引起的位移和墩身的弹性 变形引起的位移。 四、墩台与基础需整体考虑的几项验算 （一）墩台的沉降量验算 静定结构桥梁，其计算沉降值不得超过以下规定： 墩台均匀总沉降值（不包括施工中的沉降）为 mm； 相邻墩台均匀总沉降差值（不包括施工中的沉降）为 mm； 对于超静定结构桥梁，限制值主要依据上部结构设计的安全储备通过 试算确定。 五、拱桥墩台的施工验算 对于多跨拱桥采用分段早期脱架施工时，分段孔边处桥墩则在脱架后 要承受已施工拱圈传来的单向恒载及部分施工荷载的推力，所以对原来按 营运阶段受力情况设计的桥墩，要验算其施工中相邻两孔允许的施工程序 差，以保证桥墩在施工中的刚度和稳定性。 对重力式桥台，要根据主拱圈施工中推力的增加确定台后填土和压实 程序。组合式桥台当主拱圈尚未安砌即进行后台砌筑及台后填土时，也应 进行施工中的稳定性验算。 知识总结与课后作业（约 5 分钟）：
第5次课尾页内容小结本届讲述了帽梁的内力计算和墩身的截面强度计算。思考题与作墩台计算考虑的荷载种类？1、业上网查阅一份梁桥桥墩的设计计算书。2、《桥梁工程》，姚玲森，人民交通出版社；：（教材）1.、《桥梁工程》，范立础，人民交通出版社：P，《桥梁工程》，邵旭东，人民交通出版社；参考资料4.项海帆院士报告，欧美桥梁发展现状。5.公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-20046.公路桥涵地基与基础设计规范JTGD64-20077.公路坛工桥涵设计规范JTGD61-2007教学后记
第 5 次课尾页 内容小结 本届讲述了帽梁的内力计算和墩身的截面强度计算。 思考题与作 业 1、墩台计算考虑的荷载种类？ 2、上网查阅一份梁桥桥墩的设计计算书。 参考资料 1.《桥梁工程》，姚玲森，人民交通出版社；（教材） 2.《桥梁工程》，范立础，人民交通出版社； 3.《桥梁工程》，邵旭东，人民交通出版社； 4.项海帆院士报告，欧美桥梁发展现状。 5.公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004 6.公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D64-2007 7.公路圬工桥涵设计规范 JTG D61-2007 教学后记