第十一章懸索橋-橋梁工程

樁柱式埋置式橋臺(tái)對(duì)于各種土壤地基都適宜。根據(jù)橋?qū)捄屯粱休d能力可以采用雙柱、三柱或多柱的型式。柱與鉆孔樁相連的稱(chēng)樁柱式；柱子嵌固在普通擴(kuò)大基礎(chǔ)之上的稱(chēng)立柱式；完全由一排鋼筋混凝土樁和樁頂蓋（或帽）梁連結(jié)而成的稱(chēng)柔性樁臺(tái)。樁柱式橋臺(tái)的臺(tái)帽、耳墻及柱采用C25鋼筋混凝土，樁采用C20鋼筋混凝土。框架式橋臺(tái)既比樁柱式橋臺(tái)有更好的剛度，又比重力式埋置橋臺(tái)挖空率更高，更節(jié)約圬工體積。由于這種橋臺(tái)結(jié)構(gòu)本身存在著斜桿，能夠產(chǎn)生水平分力以平衡土壓力，加之基底較寬，又通過(guò)系梁聯(lián)成一個(gè)框架體，所以穩(wěn)定性較好，可用于填土高度在5m以上的橋臺(tái)，其不足之處是必須用雙排樁基，鋼筋水泥用量均較樁柱式的要多。為了節(jié)約圬工體積，可以把后傾式埋置式橋臺(tái)臺(tái)身挖空，做成肋形埋置式橋臺(tái)。1.拱橋重力式橋墩拱橋是一種有推力結(jié)構(gòu)，拱圈傳給橋墩上的力，除了垂直力以外，還有較大的水平推力，這是與梁橋的最大不同之處。從抵御恒載水平力的能力來(lái)看，拱橋橋墩又可以分為普通墩和單向推力墩兩種。普通墩除了承受相鄰兩跨結(jié)構(gòu)傳來(lái)的垂直反力外，一般不承受恒載水平推力，或者當(dāng)相鄰孔不相同時(shí)只承受經(jīng)過(guò)相互抵消后尚余的不平衡推力。單向推力墩又稱(chēng)制動(dòng)墩，它的主要作用是在它的一側(cè)的橋孔因某種原因遭到毀壞時(shí)，能承受住單向的恒載水平推力，以保證其另一側(cè)的拱橋不致遭到傾坍。而且當(dāng)施工時(shí)為了拱架的多次周轉(zhuǎn)，或者當(dāng)纜索吊裝設(shè)備的工作跨徑受到限制時(shí)，為了能按橋臺(tái)與某墩之間或者按某兩個(gè)橋墩之間作為一個(gè)施工段進(jìn)行分段施工，在此情況下也要設(shè)置能承受部分恒載單向推力的制動(dòng)墩。由此可見(jiàn)，為了滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，普通墩的墩身可以做得薄一些，單向推力墩則要做得厚實(shí)一些。與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋橋墩在構(gòu)造上還有以下的特點(diǎn)：（1）拱座拱橋橋墩與梁橋橋墩構(gòu)造上的一個(gè)不同點(diǎn)是，梁橋橋墩的頂面要設(shè)置傳力的支座，且支座距頂面邊緣保持一定的距離；而無(wú)支架吊裝的拱橋橋墩則在其頂面的邊緣設(shè)置呈傾斜面的拱座，直接承受由拱圈傳來(lái)的壓力。故無(wú)鉸拱的拱座總是設(shè)計(jì)成與拱軸線呈正交的斜面。由于拱座承受著較大的拱圈壓力，故一般采用C20以上的整體式混凝土、C25以上混凝土預(yù)制塊或MU50以上的塊石砌筑。肋拱橋的拱座由于壓力比較集中，故應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土及數(shù)層鋼筋網(wǎng)加固；裝配式的肋拱以及雙曲拱橋的拱座，也可預(yù)留供插入拱肋的孔槽,就位以后再澆灌混凝土封固。（2）拱座的位置當(dāng)橋墩兩側(cè)孔徑相等時(shí)，則拱座均設(shè)置在橋墩頂部的起拱線標(biāo)高上，有時(shí)考慮橋面的縱坡，兩側(cè)的起拱線標(biāo)高可以略有不同。當(dāng)橋墩兩側(cè)的孔徑不等，恒載水平推力不平衡時(shí)，將拱座設(shè)置在不同的起拱線標(biāo)高上。此時(shí)，橋墩墩身可在推力小的一側(cè)變坡或增大邊坡。從外形美觀上考慮，變坡點(diǎn)一般設(shè)在常水位以下（圖13.25）。墩身兩側(cè)邊坡和梁橋的一樣，一般也為20:1~30:1。

（3）墩頂以上構(gòu)造對(duì)于實(shí)腹式石拱橋，其墩頂以上部分通常做成與側(cè)墻平齊的形式。對(duì)于空腹式石拱橋或雙曲拱橋的普通墩，常采用立墻式、立柱加蓋梁式或者采用跨越式。對(duì)于單向推力墩常采用立墻式和框架式。當(dāng)采用立墻式時(shí)，為了檢修的方便，墻中應(yīng)設(shè)置過(guò)人孔；當(dāng)采用立柱加蓋梁或框架式時(shí)，則應(yīng)按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)配筋。普通墩的頂寬，對(duì)于混凝土墩一般可按拱跨的1/15~1/25，石砌墩可按拱跨的1/10~1/20估算，其比值將隨跨徑的增大而減小，且不宜小于80cm。對(duì)于單向推力墩，則按具體情況計(jì)算確定。為了縮減墩身長(zhǎng)度，拱橋墩頂部分也可做成托盤(pán)形式。托盤(pán)可采用C20混凝土，或僅布置構(gòu)造鋼筋。2.拱橋輕型橋墩拱橋橋墩上所用的輕型橋墩,一般為配合鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的樁柱式橋墩。從外形上看，它與梁橋上的樁柱式橋墩非常相似。其主要差別是：在梁橋墩帽上設(shè)置支座，而在拱橋墩頂部分則設(shè)置拱座。當(dāng)拱橋跨徑在10m左右時(shí)，常采用兩根直徑為1m的鉆孔灌注樁；跨徑在20m左右時(shí)可采用兩根直徑為1.2m或三根直徑為1m的鉆孔灌注樁；跨徑在30m左右時(shí)可采用三根直徑為1.2~1.3m的鉆孔灌注樁。樁墩較高時(shí)，應(yīng)在樁間設(shè)置橫系梁以增強(qiáng)樁柱剛性。樁柱式橋墩一般采用單排樁，跨徑在40~50m以上的高墩，可采用雙排樁。在樁頂設(shè)置承臺(tái)，與墩柱聯(lián)成整體。如果柱與樁直接連接，則應(yīng)在接合處設(shè)置橫系梁。若柱高大于6~8m時(shí)，還應(yīng)在柱的中部設(shè)置橫系梁。在采用輕型橋墩的多孔拱橋中，每隔3~5孔應(yīng)設(shè)單向推力墩。當(dāng)橋墩較矮或單向推力不大時(shí)，可以考慮一些輕型的單向推力墩，其優(yōu)點(diǎn)是阻水面積小，并可節(jié)約圬工體積。輕型的單向推力墩形式有：1帶三角桿件的單向推力墩。這種橋墩的特點(diǎn)是在普通墩的墩柱上，從兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地增設(shè)鋼筋混凝土斜撐和水平拉桿，用來(lái)提高抵抗水平推力的能力（圖13.27a）。為了提高構(gòu)件的抗裂性，可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。這種橋墩只在橋不太高的旱地上采用。2懸臂式單向推力墩。懸臂式單向推力墩的工作原理是，當(dāng)該墩的一側(cè)橋孔遭到破壞以后，可以通過(guò)另一側(cè)拱座上的豎向分力與懸臂長(zhǎng)所構(gòu)成的穩(wěn)定力矩來(lái)平衡由拱的水平推力所導(dǎo)致的傾覆力矩（圖13.27b）。這種型式適用于兩鉸雙曲拱橋。但由于墩身較薄，在受力后懸臂端會(huì)有一定位移，因而對(duì)于無(wú)鉸拱來(lái)說(shuō)會(huì)有附加內(nèi)力發(fā)生拱橋上常用的重力式橋臺(tái)為U型橋臺(tái)，其同梁式橋U型橋臺(tái)一樣亦由臺(tái)帽、臺(tái)身和基礎(chǔ)三部分組成，其尺寸擬定亦與梁橋基本相同。拱橋U型橋臺(tái)與梁橋U型橋臺(tái)的差別在：在尺寸上，拱橋橋臺(tái)由于承受很大的水平推力，因而一般要比梁橋大，前墻頂寬可采用經(jīng)驗(yàn)公式B=0.15L0估算（B—起拱線至前墻背坡頂間的水平距離）；拱橋橋臺(tái)臺(tái)帽上要設(shè)置拱座，其構(gòu)造和尺寸可參照橋墩的尺寸擬定；對(duì)于空腹式拱橋，在前墻頂面上還要砌筑背墻，用來(lái)?yè)踝÷返烫钔梁椭С懈构埃还皹驑蚺_(tái)前墻背坡坡度改為2:1~4:1,前坡改為20:1~30:1或直立2.拱橋輕型橋臺(tái)適用于小跨徑拱橋和橋臺(tái)水平位移量很小的情況。工作原理：當(dāng)橋臺(tái)受到拱的推力后，便發(fā)生繞基底形心軸而向路堤方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)臺(tái)后的土便產(chǎn)生抗力來(lái)平衡拱的推力，從而使橋臺(tái)的尺寸大大地小于實(shí)體重力式橋臺(tái)（約為65%左右）。（1）八字形橋臺(tái)八字形橋臺(tái)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，臺(tái)身由前墻和兩側(cè)的八字翼墻構(gòu)成。兩者之間通常留沉降縫分砌。前墻可以是等厚度的，也可以是變厚度的。變厚度臺(tái)身的背坡為2:1~4:1。翼墻的頂寬一般為40cm，前坡為10:1，后坡為5:1。為了防止基底向河心滑動(dòng)，基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度。臺(tái)后填土必須分層夯實(shí)，做好防護(hù)措施，防止受水流浸蝕沖刷。（2）U字形橋臺(tái)U字形輕型橋臺(tái)是由前墻和平行于車(chē)行方向的側(cè)墻組成，構(gòu)成U字形的水平截面。它與U型重力式橋臺(tái)的差別：后者是靠擴(kuò)大橋臺(tái)底面積，以減小基底壓力，并利用基底與地基的摩阻力和適當(dāng)利用臺(tái)背側(cè)土壓力，以平衡拱的水平推力。因此，基礎(chǔ)底面積較輕型橋臺(tái)的要大，通常從前墻一直延伸到側(cè)墻尾端，側(cè)墻與前墻連成整體，而與拱上側(cè)墻斷開(kāi)。U字形輕型橋臺(tái)前墻的構(gòu)造和八字形橋臺(tái)相同，但側(cè)墻卻是拱上側(cè)墻的延伸，它們之間應(yīng)設(shè)變形縫，以適應(yīng)橋的可能變位。輕型橋臺(tái)側(cè)墻的頂寬一般為50cm，內(nèi)側(cè)坡度為5:1，若有人行道，則上端做成等厚直墻，直到與按5:1內(nèi)坡相交為止，以下仍用5:1的坡度。（3）背撐式橋臺(tái)當(dāng)橋臺(tái)較寬時(shí)，為了保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以在八字形或U字形橋臺(tái)的前墻背后加一道或幾道背撐，構(gòu)成π字形、E字形等水平截面形式的前墻（圖13.30）。背撐頂寬為30～60cm，厚度也為30～60cm，背坡為3:1～5:1的梯形。這種橋臺(tái)比八字形橋臺(tái)的穩(wěn)定性要好，但土方開(kāi)挖量及圬工體積都有增多。然而加背撐的U字形橋臺(tái)卻能適用于較大跨徑的高橋和寬橋。（4）靠背式框架橋臺(tái)這種橋臺(tái)是用三角形框架把臺(tái)帽、前壁、耳墻和設(shè)置在不同標(biāo)高且具有不同斜度的分離式基礎(chǔ)聯(lián)接而成（圖13.31）。這樣，一方面它具有水平的和仰斜的基底，能夠滿(mǎn)足橋臺(tái)在施工期間的穩(wěn)定性，另一方面由于抵板比柱腳基礎(chǔ)位置高，并具有與老土緊貼的斜背面，能夠合理地承受主拱作用力。因而，結(jié)構(gòu)輕巧，圬工量大為減少。水平基礎(chǔ)主要承受結(jié)構(gòu)自重及部分荷重。在施工期間，整個(gè)結(jié)構(gòu)有類(lèi)似于錨桿式擋土墻。斜置基礎(chǔ)設(shè)置在L形的基坑上，其坡度等于挖方邊坡。優(yōu)點(diǎn)是：受力合理、圬工體積小，比重力式橋臺(tái)節(jié)約85%左右，且基坑挖方量小，尤其顯著的是水中的挖方量要減少很多。主要缺點(diǎn)是稍多用了一點(diǎn)鋼筋。這種橋臺(tái)適合于在非巖石地基上修建拱橋橋臺(tái)。（一）作用的計(jì)算橋梁上部結(jié)構(gòu)恒載傳至墩臺(tái)的計(jì)算值，由橋梁支座反力計(jì)算確定。對(duì)于墩臺(tái)在水下和土中部分自重的計(jì)算方法，要根據(jù)地基土的性質(zhì)加以考慮公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中，在考慮水的浮力時(shí)，對(duì)不同的土質(zhì)和不同的計(jì)算內(nèi)容作了不同的規(guī)定。位于透水性地基上的墩臺(tái)，在驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采用設(shè)計(jì)高水位的浮力；在驗(yàn)算地基應(yīng)力時(shí)，僅考慮低水位時(shí)的浮力，或不考慮水的浮力?；A(chǔ)嵌入不透水性地基的墩臺(tái)，可不考慮水的浮力。當(dāng)?shù)鼗欠裢杆炊〞r(shí)，按透水與不透水，以最不利荷載組合計(jì)算。水對(duì)水下墩臺(tái)或土的固體顆粒的浮力作用，可用墩臺(tái)圬工的浮容重或土的浮容重來(lái)反映。圬工的浮容重等于圬工容重減去水的容重，土的浮容重可以根據(jù)土質(zhì)資料得到不同的物理指標(biāo)，如天然容重、天然含水量、比重或飽和容重等計(jì)算。1、恒載和水的浮力橋臺(tái)土壓力計(jì)算時(shí)，采用哪種土壓力，應(yīng)根據(jù)橋臺(tái)位移及壓力傳播方式而定。梁式橋臺(tái)承受的水平壓力主要是臺(tái)后滑動(dòng)土體（及滑動(dòng)土體上的荷載）所產(chǎn)生的側(cè)壓力，它使橋臺(tái)發(fā)生向河心的移動(dòng)。因此，梁橋橋臺(tái)的側(cè)土壓力，一般按主動(dòng)土壓力計(jì)算。當(dāng)橋臺(tái)剛度很大，不可能產(chǎn)生微量移動(dòng)，滑動(dòng)土體不可能形成時(shí)，可按靜止土壓力計(jì)算。主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力靜止土壓力2、側(cè)向土壓力圖2-7-11臺(tái)前溜坡的土壓力計(jì)算圖式3、汽車(chē)荷載沖擊力

鋼筋混凝土樁柱式墩臺(tái)，以及其它輕型墩臺(tái)，在計(jì)算汽車(chē)荷載時(shí)應(yīng)計(jì)入沖擊力。但對(duì)于重力式實(shí)體墩臺(tái)，沖擊力的作用衰減很快，因此，驗(yàn)算時(shí)可不計(jì)沖擊影響。沖擊力的計(jì)算按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。4、汽車(chē)荷載的制動(dòng)力

汽車(chē)荷載的制動(dòng)力是橋梁墩臺(tái)承受的主要縱向水平力之一，當(dāng)汽車(chē)荷載在橋上制動(dòng)或減速時(shí)，在車(chē)輪與橋面之間產(chǎn)生相互作用力，此時(shí)橋面受到方向與車(chē)輛行進(jìn)方向相同的力，即稱(chēng)制動(dòng)力，制動(dòng)力可按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定計(jì)算。在計(jì)算梁式橋墩臺(tái)時(shí)，制動(dòng)力可移至支座中心（鉸或滾軸中心）或滑動(dòng)支座、橡膠支座、擺動(dòng)支座的底座面上。作用在橋墩上的流水壓力，可按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。流水壓力的合力作用點(diǎn)，假定在設(shè)計(jì)水位以下1/3水深處，即假定河底的流速為零，作用力的分布呈倒三角形。嚴(yán)寒地區(qū)位于有冰棱河流或水庫(kù)中的橋梁墩臺(tái)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乇獾木唧w情況及墩臺(tái)形狀計(jì)算冰壓力。冰壓力有豎向和水平向作用力，主要是水平向作用力。豎向力是由冰層水位升降而對(duì)橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生的作用；水平向作用力包括因風(fēng)和水流作用于大面積冰層而產(chǎn)生的靜壓力、冰堆整體推移產(chǎn)生的靜壓力、、河流流冰產(chǎn)生的動(dòng)壓力等。5、流水壓力及冰壓力6、船只或漂流的幢擊力

船只或漂流物的撞擊力，雖是橋梁墩臺(tái)的偶然荷載，但是對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)的危害性很大，對(duì)于通航河道或有漂流物的河流中的墩臺(tái)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮船只或漂流物的撞擊力。漂流物的撞擊力，在無(wú)實(shí)際資料時(shí)可按下式估算7、地震力在地震區(qū)建造的橋梁，地震力是一項(xiàng)十分重要和危害性大的偶然荷載，在墩臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)要進(jìn)行抗震驗(yàn)算和必要的防護(hù)構(gòu)造措施設(shè)計(jì)。13.2.1重力式橋墩1．作用(荷載)及其組合重力式橋墩的作用效應(yīng)組合，是根據(jù)實(shí)際作用同時(shí)作用于橋墩的可能性進(jìn)行布載，同時(shí)使這樣組合的作用在橋墩的計(jì)算截面產(chǎn)生最大的內(nèi)力或偏心，即最不利的作用效應(yīng)組合。它主要與墩身所要驗(yàn)算的內(nèi)容有關(guān)，例如，墩身截面的強(qiáng)度和偏心的驗(yàn)算，整個(gè)橋墩的縱向及橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算等。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(dòng)支座因而沒(méi)有支座摩阻力；但它要計(jì)及各種作用在拱座處產(chǎn)生的水平推力和彎矩。在作用效應(yīng)組合中應(yīng)注意，作用于橋墩上的可變作用中有些作用不應(yīng)同時(shí)考慮。一般來(lái)說(shuō)，由于橋墩受力的復(fù)雜性，很難在實(shí)際計(jì)算中事前判斷哪一種作用效應(yīng)組合最為不利，而應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，對(duì)各種可能的最不利作用效應(yīng)組合進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論。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）梁橋重力式橋墩作用效應(yīng)組合1）基本組合順橋方向的作用及其效應(yīng)組合：第一種組合。按橋墩各計(jì)算截面上可能產(chǎn)生的最大豎向力的情況進(jìn)行布載和組合，用以驗(yàn)算墩身強(qiáng)度和基底最大應(yīng)力。布載方式為：除結(jié)構(gòu)重力外，相鄰兩孔都滿(mǎn)布車(chē)道荷載和人群荷載，同時(shí)，應(yīng)考慮其它縱向力（制動(dòng)力、支座摩阻力、縱向風(fēng)力等），如圖13.32(a)所示。圖13.32梁橋橋墩的作用組合圖示G—橋墩重力；Q—水的浮力；PK—車(chē)道荷載；Ngk—上部結(jié)構(gòu)重力引起在支座上的垂直反力；NQK—活載引起在支座上的垂直反力；H—制動(dòng)力或支座摩阻力；FWL—縱向風(fēng)力；FWL1—橫向風(fēng)力（墩身）；FWL2—橫向風(fēng)力（上部結(jié)構(gòu)）；FW—流水壓力或流冰壓力；F—撞擊力。第二種組合。按橋墩各計(jì)算截面在順橋方向可能產(chǎn)生的最大偏心距或最大彎矩進(jìn)行布載和組合，用以驗(yàn)算墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、偏心以及橋墩的穩(wěn)定性。布載方式為：除結(jié)構(gòu)重力外，只在一孔布置車(chē)道荷載和人群荷載（不等跨時(shí)在較大跨徑一孔布載），同時(shí)，應(yīng)布置可能產(chǎn)生的其它縱向力，如圖13.32(b)所示。按此要求，可以進(jìn)行如下作用效應(yīng)組合：1上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力（此組合驗(yàn)算地基承受永久荷載作用時(shí)的合力偏心距）。2上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋車(chē)道荷載＋人群荷載。3上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋車(chē)道荷載＋人群荷載＋縱向風(fēng)力＋制動(dòng)力。4上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋車(chē)道荷載＋人群荷載＋縱向風(fēng)力＋支座摩阻力。橫橋方向的作用及其效應(yīng)組合：橫橋向（垂直于行車(chē)方向）作用是按橋墩各計(jì)算截面在橫橋方向上可能產(chǎn)生的最大偏心或最大彎矩情況進(jìn)行布載和組合，用以驗(yàn)算橫橋方向墩身強(qiáng)度、基底應(yīng)力、偏心及橋墩穩(wěn)定性，如圖13.32(c)所示。按此要求，可以進(jìn)行如下作用效應(yīng)組合：1上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋雙孔雙行車(chē)道荷載（偏載）＋雙孔單邊人群荷載＋橫向風(fēng)力＋流水壓力（或流冰壓力）。2上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋雙孔單行車(chē)道荷載＋雙孔單邊人群荷載＋橫向風(fēng)力＋流水壓力（或流冰壓力）。2）偶然組合1順橋方向的作用及其效應(yīng)組合上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋車(chē)道荷載＋人群荷載＋船只或漂浮物撞擊力。2橫橋方向的作用及其效應(yīng)組合上部結(jié)構(gòu)自重＋計(jì)算截面以上橋墩重力＋浮力＋雙孔雙（單）行車(chē)道荷載＋雙孔單邊人群荷載＋船只或漂浮物撞擊力。3永久作用＋地震作用在進(jìn)行偶然組合時(shí)，車(chē)道荷載、人群荷載等可變作用，可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇?，視具體情況，也可以不考慮可變作用效應(yīng)參與組合。3）作用短期效應(yīng)組合和作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合對(duì)于柱式橋墩墩柱的抗裂驗(yàn)算，應(yīng)按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)影響進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)汽車(chē)荷載效應(yīng)不計(jì)入沖擊力的影響。（2）拱橋重力式橋墩1）基本組合①順橋方向的作用及其效應(yīng)組合。對(duì)于普通橋墩應(yīng)為相鄰兩孔的永久作用，在一孔或跨徑較大的一孔滿(mǎn)布可變作用的一種或幾種，如汽車(chē)制動(dòng)力、縱向風(fēng)力、溫度作用等，并計(jì)及由此對(duì)橋墩產(chǎn)生不平衡水平推力、豎向力和彎矩（圖13.33）。對(duì)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。13.33中的符號(hào)意義如下：G——橋墩自重；Q——水的浮力（僅在驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí)考慮）；2）偶然組合拱橋重力式橋墩的作用效應(yīng)偶然組合原理與梁橋的相似，可參考前述方式進(jìn)行作用效應(yīng)組合。以上所述的各種作用效應(yīng)組合是對(duì)重力式橋墩而言的，對(duì)于其它型式的橋墩，則要根據(jù)它們的構(gòu)造和受力特點(diǎn)進(jìn)行具體分析，然后參照上述的一般原則，進(jìn)行個(gè)別的作用效應(yīng)組合。這里要提出注意的是：1不論對(duì)于哪一種型式的橋墩，在計(jì)算中對(duì)于各種荷載組合都要滿(mǎn)足《橋規(guī)》中所規(guī)定的強(qiáng)度安全系數(shù)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)。2橋規(guī)中還規(guī)定，在可變作用中，有些荷載不應(yīng)同時(shí)考慮（見(jiàn)第一章表1.15），例如在計(jì)入汽車(chē)制動(dòng)力時(shí)，就不應(yīng)同時(shí)計(jì)入流水壓力、冰壓力和支座摩阻力等。

2.重力式橋墩驗(yàn)算重力式墩臺(tái)強(qiáng)度偏心矩穩(wěn)定圬工結(jié)構(gòu)輕型橋墩、柱式橋墩：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墩臺(tái)身的基礎(chǔ)頂面墩臺(tái)帽及墩臺(tái)帽交界處墩身截面墩臺(tái)身截面突變處高墩驗(yàn)算截面

對(duì)于混凝土偏心受壓構(gòu)件，在表13.5規(guī)定的受壓偏心距限值范圍內(nèi)，當(dāng)按受壓承載力計(jì)算時(shí)，假定受壓區(qū)的法向應(yīng)力圖形為矩形，其應(yīng)力取混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，此時(shí)，取軸向力作用點(diǎn)與受壓區(qū)法向應(yīng)力的合力作用點(diǎn)相重合的原則（圖13.36）確定受壓區(qū)面積。受壓承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：

1單向偏心受壓受壓區(qū)高度應(yīng)按下列條件確定[圖13.36(a)]：(13.10)矩形截面的受壓承載力可按下列公式計(jì)算：(13.11)式中：——軸向力設(shè)計(jì)值；——彎曲平面內(nèi)軸心受壓構(gòu)件彎曲系數(shù)，按表13.4采用；——混凝土受壓區(qū)面積；——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；——受壓區(qū)混凝土法向應(yīng)力合力作用點(diǎn)至截面重心的距離；——軸向力的偏心距；——矩形截面寬度；——矩形截面高度。當(dāng)構(gòu)件彎曲平面外長(zhǎng)細(xì)比大于彎曲平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算其承載力。注：（1）l0為計(jì)算長(zhǎng)度，按表13.3采用。

（2）在計(jì)算l0/b或l0/i時(shí)，b或i的取值：對(duì)于單向偏心受壓構(gòu)件，取彎曲平面內(nèi)截面高度或回轉(zhuǎn)半徑；對(duì)于軸心受壓構(gòu)件及雙向偏心受壓構(gòu)件，取截面短邊尺寸或截面最小回轉(zhuǎn)半徑。2雙向偏心受壓受壓區(qū)高度和寬度，應(yīng)按下列條件確定[圖13.36(b)]：(13.12)(13.13)矩形截面的偏心受壓承載力可按下列公式計(jì)算：(13.14)式中：——軸心受壓構(gòu)件彎曲系數(shù)，見(jiàn)表13.4；、——受壓區(qū)混凝土法向應(yīng)力合力作用點(diǎn)分別在和軸方向至截面重心距離；、——軸向力分別在和軸方向的偏心距。(a)單向偏心受壓(b)雙向偏心受壓圖13.36混凝土構(gòu)件偏心受壓1-受壓區(qū)重心（法向壓應(yīng)力合力作用點(diǎn)）；2-截面重心軸；e-單向偏心受壓偏心距；ec-單向偏心受壓法向應(yīng)力合力作用點(diǎn)距重心軸距離；ex、ey-雙向偏心受壓在x方向、y方向的偏心距；ecx、ecy-雙向偏心受壓法向應(yīng)力合力作用點(diǎn)在x、y方向的偏心距；Ac-受壓區(qū)面積；hc、bc-矩形截面受壓區(qū)高度、寬度。當(dāng)軸向力的偏心距超過(guò)表13.5的限值時(shí)，砌體和混凝土偏心受壓構(gòu)件的承載能力，應(yīng)按下列公式計(jì)算：?jiǎn)蜗蚱模?13.15)雙向偏心：(13.16)式中——軸向力設(shè)計(jì)值；A——構(gòu)件截面面積，對(duì)于組合截面應(yīng)彈性模量比換算為換算截面面積；W——單向偏心時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣的彈性抵抗矩，對(duì)于組合截面應(yīng)按彈性模量比換算為換算截面彈性抵抗矩；——雙向偏心時(shí)，構(gòu)件x方向受拉邊緣繞y軸的截面彈性抵抗矩和構(gòu)件y方向受拉邊緣繞x軸的截面彈性抵抗矩，對(duì)于組合截面應(yīng)按彈性模量比換算為換算截面彈性抵抗矩；—構(gòu)件受拉邊層的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；—砌體偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù)或混凝土軸心受壓構(gòu)件彎曲系數(shù)，其值按公式（13.4）計(jì)算或查表13.4。

3）墩身截面偏心距e驗(yàn)算橋墩承受偏心力作用時(shí)，為了防止由于偏心過(guò)大而使墩身喪失承載能力，應(yīng)對(duì)其偏心距予以限制，即除滿(mǎn)足公式（13.15）或公式（13.16）外，受壓偏心距e應(yīng)符合表13.5的限值要求。13.2.2樁柱式橋墩計(jì)算特點(diǎn)樁柱式橋墩的計(jì)算包括蓋梁和樁身兩個(gè)部分。1．蓋梁設(shè)計(jì)當(dāng)蓋梁與樁柱的線剛度比大于5時(shí)，雙柱式墩，按簡(jiǎn)支梁或雙懸臂梁計(jì)算和配筋，多根柱的蓋梁可按連續(xù)梁計(jì)算；當(dāng)剛度比小于5或橋墩承受較大橫向力時(shí)，蓋梁應(yīng)作為橫向剛架的一部分進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)蓋梁計(jì)算跨徑與梁高之比，對(duì)于簡(jiǎn)支梁2.0<l/h≤5.0(l為計(jì)算跨徑，h為蓋梁高度)，對(duì)連續(xù)梁2.5<l/h≤5.0時(shí)，按本節(jié)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算和配筋；當(dāng)l/h>5.0時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）第5章~第7章中鋼筋混凝土一般構(gòu)件的有關(guān)規(guī)定計(jì)算；對(duì)于簡(jiǎn)支梁l/h≤2.0,對(duì)于連續(xù)梁l/h≤2.5時(shí)，應(yīng)按深梁計(jì)算。計(jì)算蓋梁支點(diǎn)負(fù)彎矩時(shí)應(yīng)考慮柱支承寬度的影響，圓形截面柱可換算為邊長(zhǎng)等于0.8倍直徑的方形截面柱。按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的蓋梁，其計(jì)算跨徑應(yīng)取lc和1.15ln兩者較小者，其中l(wèi)c為蓋梁支承中心之間的距離，ln為蓋梁的凈跨徑。在確定蓋梁凈跨徑時(shí)，圓形截面柱可換算為邊長(zhǎng)等于0.8倍直徑的方形截面柱。當(dāng)蓋梁作為連續(xù)梁或剛構(gòu)分析時(shí)，計(jì)算跨徑可取支承中心距離。計(jì)算內(nèi)容包括：（1）作用計(jì)算1）永久作用。包括上部構(gòu)造恒載(行車(chē)道、橋面鋪裝、人行道、欄桿)、蓋梁重力及預(yù)應(yīng)力。2）可變作用。分別按其在蓋梁上可能產(chǎn)生的最不利情況，求出支點(diǎn)最大反力（車(chē)道荷載要乘以沖擊系數(shù)）作為蓋梁的可變作用。車(chē)道荷載及人群荷載橫向分布計(jì)算，當(dāng)對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，按杠桿法計(jì)算；當(dāng)非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，可按剛性橫梁法（或偏心壓力法、剛接梁法或G-M法）計(jì)算。3）施工吊裝荷載。蓋梁在施工過(guò)程中，荷載的不對(duì)稱(chēng)性很大，各截面將產(chǎn)生很大的彎矩，因而要根據(jù)當(dāng)時(shí)的架橋施工方案可能出現(xiàn)的施工荷載進(jìn)行組合，對(duì)各截面的受彎、受剪進(jìn)行驗(yàn)算。構(gòu)件吊裝時(shí)，構(gòu)件重力應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2或0.85，并視構(gòu)件具體情況作適當(dāng)增減。施工階段應(yīng)力計(jì)算按《橋規(guī)》（JTGD62）第七章第二節(jié)進(jìn)行。（2）內(nèi)力計(jì)算公路橋梁樁柱式墩的蓋梁通常采用雙懸臂式，計(jì)算時(shí)的控制截面通常選在支點(diǎn)和跨中截面。在計(jì)算支點(diǎn)負(fù)彎矩時(shí)，采用非對(duì)稱(chēng)布置車(chē)道荷載、人群荷載與恒載的反力；在計(jì)算跨中正彎矩時(shí)，采用對(duì)稱(chēng)布置車(chē)道及人群荷載與恒載的反力。橋墩沿縱向的水平力以及上部結(jié)構(gòu)可變作用的偏心對(duì)蓋梁將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，計(jì)算中應(yīng)加以考慮。（3）作用效應(yīng)組合及內(nèi)力包絡(luò)圖橋臺(tái)計(jì)算中考慮的可變作用有：1作用在上部構(gòu)造上的汽車(chē)荷載、人群荷載。2活載引起的土側(cè)壓力。3汽車(chē)荷載引起的制動(dòng)力。4上部結(jié)構(gòu)因溫度變化在支座處產(chǎn)生的摩阻力（梁橋）或在拱座處產(chǎn)生的反力（拱橋）。作用于橋臺(tái)上的偶然作用為地震力。橋臺(tái)的荷載組合僅考慮順橋向荷載組合。（1）梁橋重力式橋臺(tái)1）作用布置。橋臺(tái)計(jì)算時(shí)與橋墩一樣，也應(yīng)根據(jù)各種可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行作用的最不利組合。汽車(chē)荷載可按以下三種情況布置：1在橋跨結(jié)構(gòu)上布置汽車(chē)荷載，溫度下降，制動(dòng)力向橋孔方向，如圖13.47(a)所示。2在臺(tái)后填土的破壞棱體上布置汽車(chē)荷載，溫度下降，如圖13.47(b)所示。3在橋跨結(jié)構(gòu)和臺(tái)后填土破壞棱體上均布置車(chē)輛荷載，當(dāng)橋臺(tái)較長(zhǎng)時(shí)，橋臺(tái)上也應(yīng)布置車(chē)輛荷載，溫度下降，制動(dòng)力向橋孔方向，如圖13.47(c)所示。此外，在個(gè)別情況下，還要考慮在架梁之前，臺(tái)后已填土完畢并在其上布置有施工荷載的情形。2）作用效應(yīng)組合。根據(jù)上述荷載布置，重力式橋臺(tái)通常進(jìn)行如下幾種組合（僅列出前述作用布置中①和②的組合）：1上部結(jié)構(gòu)重力+計(jì)算截面以上橋臺(tái)重力+浮力+土側(cè)壓力(此組合是驗(yàn)算地基永久荷載作用時(shí)的合力偏心距)。2上部結(jié)構(gòu)重力+計(jì)算截面以上橋臺(tái)重力+浮力+作用在橋跨結(jié)構(gòu)上的汽車(chē)荷載和人群荷載+土側(cè)壓力。3上部結(jié)構(gòu)重力+計(jì)算截面以上橋臺(tái)重力+浮力+作用在橋跨結(jié)構(gòu)上的汽車(chē)荷載