橋梁工程第6章

第6章橋梁墩臺與基礎6.1橋梁墩臺的構造與設計6.1.1橋梁墩臺的組成與分類6.1.2橋墩構造與設計6.1.3橋臺構造與設計6.2橋梁墩臺的結構計算6.2.1荷載及其組合

6.2.2重力式橋墩的計算

6.2.3樁柱式橋墩及輕型橋墩的計算6.2.4重力式橋臺的計算

6.2.5梁式輕型橋臺的計算6.2.6拱橋輕型橋臺的計算要點返回6.1.1橋梁墩臺的組成與分類1.橋梁墩臺的組成：①墩(臺)帽；②墩(臺)身；③墩(臺)基礎。橋梁墩臺的主要作用：①承受上部結構傳來的荷載；②并通過基礎又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。橋墩系指多跨橋梁的中間支承結構物，主要承受上部結構的荷重外、流水壓力、水面以上的風力、可能出現的冰荷載和船只、排筏或漂浮物的撞擊力。橋臺不僅是支承橋跨結構的結構物，還是銜接兩岸接線路堤的構筑物，既要能擋土護岸，又要能承受臺背填土及填土上車輛荷載所產生的附加側壓力。橋梁墩臺不僅本身應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性、而且對地基的承載能力、沉降量，地基與其基礎之間的摩阻力等也都提出一定的要求，避免在荷載作用下有過大的水平位移，轉動或者沉降發(fā)生。這對超靜定結構橋梁尤為重要。

繼續(xù)重力式墩臺2.橋梁墩臺的分類橋梁常用的墩臺形式大體可以歸納為兩大類：1)重力式墩臺主要特點：①靠自身的重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定，墩、臺身比較厚實，可以不配置鋼筋，用天然石材或片石混凝土砌筑；②適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用重力式墩、臺。主要缺點是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大，對地基要求較高。2)輕型墩臺主要特點：①輕型墩臺的剛度小，受力后允許在一定的范圍內發(fā)生彈性變形；②建筑材料大都以鋼筋混凝土和少量配筋的混凝土為主，也有一些輕型墩臺可用石料砌筑。墩臺選用時必須根據橋位處的地形、地質、水文和施工條件等因素綜合考慮確定。輕型橋墩輕型橋臺繼續(xù)重力式墩臺3.墩臺的基礎及分類墩臺基礎是橋梁墩臺結構直接與地基接觸的部分，主要承受墩臺身傳來的荷載。墩臺的基礎應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，還要考慮避免在荷載作用下產生大的水平位移，轉動或沉降。常用的墩臺基礎分為以下幾類：①淺埋基礎(剛型和柔性擴大基礎)；2深基礎(樁基礎和沉井基礎)③深水基礎。橋梁基礎工程發(fā)展到今天，已經不受水文地質條件的控制，但由于基礎工程在地面以下或水中，增加工程的復雜程度。在施工中，應根據基礎的不同形式而采取相應的施工措施。在橋梁的總體設計中，下部結構的選型對整個設計方案有較大的影響。合理的選型會使上、下部結構協調一致、輕巧美觀。近年來我國建造的橋梁，下部結構的造型也有了顯著的變化，反映在向著輕型、薄壁、注意造型的方向發(fā)展。對于城市立交橋、高架橋下部結構的選型就更應顯示出橋梁美學的功能。返回6.1.2橋墩的構造與設計

在公路梁橋和拱橋中,重力式橋墩使用較為普遍。但隨著橋梁事業(yè)的發(fā)展，輕型橋墩也得到了廣泛的應用。不論是梁橋或拱橋，其橋墩墩帽構造上雖有差別，但其他部分構造外形基本相同。因此，這里重點介紹梁橋橋墩構造，而對拱橋橋墩只簡述其構造不同部分。

1.梁橋重力式橋墩

2.梁橋輕型橋墩

3.拱橋橋墩

返回1.梁橋重力式橋墩1)墩帽的構造及其平面尺寸墩帽通過支座承托橋跨結構，其應力較為集中，因此對墩帽的強度要求較高。一般采用C20號以上的混凝土，加配構造鋼筋?！稑蛞?guī)》規(guī)定，墩帽的厚度，對大跨徑的橋梁，一般不小于40cm，中小跨梁橋也不應小于30cm，墩帽四周設有5～10cm的檐口，其頂面設10％的排水坡。墩帽放置支座的部位應布置1～2層鋼筋網。若橋墩上相鄰兩孔支座高度不同，須加設內有鋼筋網的混凝土墊石來調整。當同一橋墩相鄰橋跨的跨徑不同時，其橋跨結構的建筑高度不同，可用支承墊石來調整高度，也可以將墩帽做成L形，以適應相鄰跨徑不同的梁(板)高度變化，稱為交接墩墩帽。當橋面較寬或墩身較高時，為了節(jié)省橋墩圬工體積，可選用懸臂式或托盤式墩帽。墩帽構造尺寸繼續(xù)墩帽鋼筋構造懸臂式墩帽墩帽的平面尺寸墩帽的平面尺寸應滿足橋梁支座布置的需要，按下式確定：順橋向的墩帽寬度b：b≥f+a+2c1+2c2橫橋向的墩帽最小寬度B：B=兩側主梁間距+支座橫向寬度+2c1+2c2式中：f—相鄰兩跨支座的中心距離(cm)；a—支座墊板的縱橋向寬度；c1—出檐寬度，一般為5～10cm；c2—支座邊緣到墩臺身邊緣的最小距離，具體尺寸見下表。注：(1)采用鋼筋混凝土懸臂式墩臺帽時，上述最小距離為支座至墩臺帽邊緣距離；(2)跨徑100m及以上的橋梁，應按實際情況而定。橋向跨徑順橋向(cm)橫橋向(cm)圓弧形端頭(自支座角量起)矩形端頭大橋252540中橋202030小橋151520墩帽構造尺寸繼續(xù)2)墩身

墩身是橋墩的主體。重力式橋墩墩身的頂寬，對小跨徑橋梁不宜小于80cm，中跨徑橋梁不宜小于100cm，大跨徑橋梁視上部結構類型而定。墩身側坡可采用30:1～20:1，對小跨徑橋梁的墩身可采用直坡。墩身通常用石塊，混凝土或鋼筋混凝土等材料建造。墩身截面形式有圓形、圓端形、尖端形、矩形等數種。而菱形、尖端形、圓形等適應于潮汐河流或流向不穩(wěn)定的橋位，矩形則適應于無水的岸墩或高架橋墩。在有強烈流冰或大量漂浮物的河道上，應在墩身的迎水面設置破冰棱體。破冰棱可由強度較高的石料砌成，也可以用高標號的混凝土輔之以鋼筋加固。在中等流冰、漂浮物地區(qū)，不宜采用排架式、樁(柱)式橋墩，或將樁(柱)連成鋼筋混凝土薄壁橋墩來抵抗流冰、漂浮物和排筏的撞擊。否則，應在橋墩前修筑破冰體保護構筑物。墩身平面及破冰凌雙柱式墩臺破冰體構造圖繼續(xù)空心墩空心橋墩有兩種形式：①基本為實體重力型結構，但為了減少圬工數量，在截面和自重已經足夠承擔及平衡外力的條件下，鏤空中心部分。②采用薄壁鋼筋混凝土的空格型墩身，四周壁厚只有30cm左右?？招亩盏闹饕康氖牵合鳒p墩身的自重，或地震時有較小的慣性力，或減輕軟弱基底的負荷?？招亩沼帽诤衽c中面直徑(即同一截面的中心線直徑或寬度)的比來劃分：t／D≥1/10為厚壁，t／D≤1/10為薄壁。薄壁空心墩按計算配筋，一般配筋率在0.5％左右，也有只按構造或承受局部應力或附加應力配筋的。空心橋墩在構造尺寸上應符合下列規(guī)定：①墩身最小壁厚，鋼筋混凝土不宜小于30cm，對于混凝土不宜小于50cm。②墩身內應設橫隔板或縱、橫隔板，以加強墩壁的局部穩(wěn)定。③墩身周圍應設置適當的通風孔或泄水孔，孔的直徑不小于20cm；墩頂實體段以下應設置帶門的過人洞或相應的檢查設備。墩頂實體段厚不小于1.0-2.Om。*缺點返回空心式橋墩2.梁式輕型橋墩

當地基土質條件較差時，或為了減輕墩身自重,常采用各種型式的輕型橋墩。其墩帽尺寸及構造也由上部結構及支座尺寸等要求確定。在梁橋中通常采用的類型有鋼筋混凝土薄壁橋墩，樁(柱)式橋墩，柔性排架樁墩。(1)鋼筋混凝土薄壁墩薄壁墩的墩身直立,其厚度與高度比值約為1/10～1/15，墩身配置適量鋼筋，采用C15以上混凝土。其結構簡單輕巧,圬工量小,施工方便,適用于地基土軟弱的橋位(圖6-8a)。

(2)柱式橋墩

(3)柔性排架樁墩返回(2)柱式橋墩墩身由分離的兩根或多根立柱(或樁柱)所組成，是公路橋梁中采用較多的橋墩形式之一。柱式橋墩一般常在灌注樁的頂部澆一承臺，在承臺上設立柱，然后在立柱上再澆一蓋梁，立柱的數量可根據橋寬和構造要求確定，一般采用2～4根，其直徑為60～150cm，目前我國較多采用的形式為鉆孔灌注樁雙柱式橋墩，即樁和柱直接連接，當墩身高度大于1.5倍的橫向樁距時，通常在樁柱之間布置橫系梁，以增加墩身的側向剛度。鉆孔樁式橋墩適合于許多場合和各種地質條件。也可以把洪水位以下部分墩身做成實體式，以增強抵抗漂浮物的能力。返回(3)柔性排架樁墩樁墩是由單排或多排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成，其通過一些構造措施,將上部結構傳來的水平力(制動力，溫度影響力等)傳遞到全橋的各個柔性墩臺，或相鄰的剛性墩臺上，以減少單個柔性墩臺所受的水平力。適用于低淺寬灘及通航要求低的河流。輕型橋墩的共同點是均為鋼筋混凝土結構，圬工體積小，結構輕巧，外型美觀，施工速度快。但缺點是需耗費用于立模的材料和一定數量的鋼筋。返回3.拱橋橋墩

拱橋是一種推力結構，其拱圈除傳給橋墩垂直力外，還有較大的水平推力，故拱橋橋墩的尺寸一般比梁橋大，基本型式有重力式墩，柱式橋墩，單向推力墩(圖6-9)。拱橋橋墩的結構基本與梁橋相似。

返回6.1.3橋臺的構造與設計1.重力式橋臺

2.梁橋輕型橋臺

3.拱橋橋臺

返回1.重力式橋臺梁橋和拱橋上常用的重力式橋臺為U型橋臺,由臺帽、臺身和基礎三部分組成。臺身是由前墻和兩個側墻構成的U字形結構。梁橋、拱橋橋臺構造除在臺帽部分有所差別外，其余部分基本相同，而且拱橋橋臺一般較梁橋要大。U型橋臺構造簡單，可以用混凝土或片、塊石砌筑。它適用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的橋梁；但橋臺體積和自重較大，也增加了對地基的要求。橋臺內的填土容易積水，結冰后凍脹，使橋臺結構產生裂縫，所以宜用滲水性較好的土夯實，并做好臺后排水措施。繼續(xù)U型橋臺的各部分結構—臺帽(1)臺帽梁橋臺帽的結構和尺寸要求與相應的橋墩墩帽有許多共同之處，不同的是臺帽頂面只設單排支座,另一側設置背墻。而背墻的頂寬,對于片石砌體不得小于50cm，對于塊石、料石砌體及混凝土砌體不宜小于40cm。臺帽放置支座部分的配筋構造與墩帽結構相同。拱橋橋臺只在向河心的一側設計拱座，在前墻頂面上還要砌筑背墻，用來擋住路堤填土和支承腹拱。繼續(xù)U型橋臺的各部分結構—臺身(2)臺身臺身由前墻和側墻構成。前墻正面多采用10：1或20：1的斜坡。側墻與前墻結合成一體，兼有擋墻和支撐墻作用。側墻正面一般是直立的，其長度視橋臺高度和錐坡坡度而定。前墻的下緣一般與錐坡下緣相齊。

《橋規(guī)》規(guī)定，U型橋臺的前墻，任一水平截面的寬度，不宜小于該截面至墻頂高度的0.4倍，側墻的任一水平截面的寬度，對于片石砌體不小于該截面至墻頂高度的0.4倍；塊石、料石砌體不小于0.35倍；如橋臺內填料為透水性良好的砂性土或砂礫，則上述兩項可分別相應減為0.35倍和0.3倍(圖6-15)。返回2.梁橋輕型橋臺

輕型橋臺，其結構特點是利用鋼筋混凝土結構的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化?？蓜澐譃橐韵滤念悾?1)薄壁輕型橋臺常用的型式有懸臂式，扶壁式，撐墻式及箱式(圖6-16)，薄壁輕型橋臺的優(yōu)點與薄壁墩類似，可依據橋臺高度，地基強度和土質等因素選定。

(2)支撐梁輕型橋臺；(3)框架式橋臺

；(4)組合橋臺

返回(2)支撐梁輕型橋臺單跨或少跨的小跨徑橋，在條件許可的情況下，可在輕型橋臺之間或臺與墩間，設置3～5根支撐梁。梁與橋臺通過錨固栓連接，于是便構成四鉸框架結構系，并借助兩端臺后的被動土壓力來保持穩(wěn)定。這種類型橋臺按照翼墻(側墻)的形式和布置方式，可分為八字式，耳墻式輕型橋臺。返回(3)框架式橋臺

框架式橋臺是一種在橫橋向呈框架式結構的樁基礎輕型橋臺，它所受的土壓力較小，適用于地基承載力較低，臺身較高，跨徑較大的梁橋，其構造型式有雙柱式，多柱式，墻式，半重力式和雙排架式，板凳式等(圖6-17)。

返回(4)組合橋臺

為使橋臺輕型化，橋臺本身主要承受橋跨結構傳來的豎向力和水平力，而臺后的土壓力由其他結構來承受，形成組合式的橋臺。其構造型式有錨定板式橋臺、過梁式、橋臺與擋土墻組合橋臺(圖6-18)。返回3.拱橋橋臺

拱橋橋臺除前面提到的重力式U型臺外，常用的型式還有：齒檻型橋臺，空腹式橋臺，組合式橋臺及各種輕型橋臺。

返回(1)檻式橋臺齒檻式橋臺是由前墻，側墻、底板和撐墻組成?；A底面積大，基底應力較小，底板下設齒檻以增大摩阻力和抗滑穩(wěn)定性。齒板寬度和深度不小于500mm，為增加剛度，臺背做斜擋板，利用擋板后面的原狀地基和前墻背面填土的側壓力里平衡拱推力，適用于較軟的地基和路堤較低的中小跨徑拱橋。

返回(2)空腹式橋臺它的后墻與底板形成L型。為增加剛度,在拱座與后墻間設撐墻,前墻之間用撐墻相連,它充分利用后背土抗力和基底摩阻力里平衡拱抗力。適用于地基較軟,沖刷較小的河床。返回(3)組合式橋臺由臺身和后座兩部分組成，臺身承受拱的垂直力。由后座自重摩阻力及臺后的土側壓力來平衡拱推力。臺身與后座間應密切貼合并設沉降縫，以適應兩者的不均勻沉降。在地基土質較差時，后座地基也應適當處理，以免后座的后傾斜，導致臺身和拱圈變形。(4)輕型橋臺輕型橋臺是相對重力橋臺而言，適用于小跨徑拱橋，常用的型式有一字臺，型臺，E字臺，U型臺，前傾一字等。它是以橋臺受拱的推力后，橋臺發(fā)生繞基底形心軸向路堤方向轉動，由臺后土的彈性抗力來平衡拱的推力。返回6.2.1荷載及其組合

1.梁橋重力式橋墩的荷載組合

2.梁橋重力式橋臺的荷載組合

3.拱橋重力式橋墩的荷載組合

4.拱橋重力式橋臺的荷載組合

返回1.梁橋重力式橋墩的荷載組合(1)第一種組合按在橋墩各截面上可能產生的最大豎向力的情況進行組合，是用來驗算墩身強度和基底最大應力。(2)第二種組合按橋墩各截面順橋方向上可能產生的最大偏心和最大彎矩的情況進行組合，用來驗算墩身強度、基底應力、偏心矩以及橋墩的穩(wěn)定性。(3)第三種組合按橋墩各截面在橫橋方向上可能產生最大偏心和最大彎矩的情況進行組合，用于驗算在橫橋方向上的墩身強度、基底應力、偏心矩以及橋墩的穩(wěn)定性。返回梁橋橋墩荷載組合圖示2.梁橋重力式橋臺的荷載組合根據各種可能出現的情況進行荷載的最不利組合，車輛荷載可按下列三種情況布置。(1)車輛荷載僅布置在臺后填土的破壞棱體上；(2)車輛荷載僅布置在橋跨結構上；(3)車輛荷載同時布置在橋跨結構和破壞棱體上。一般重力式橋臺以第一種和第三種荷載組合控制設計。應指出的是：臺后的土側壓力按主動土壓力計算，其大小與土的壓實程度有關。返回梁橋重力式橋臺荷載組合3.拱橋重力式橋墩的荷載組合

(1)順橋方向的荷載及其組合對于普通橋墩應為：相鄰兩孔的永久荷載；在某一孔或跨徑較大的一孔布滿基本可變荷載的一種或幾種；其他可變荷載中的汽車制動力，縱向風力、溫度影響力等?？紤]由此對橋墩產生的不平衡水平推力、豎向力和彎矩。(2)橫橋向的荷載及其組合在橫橋方向作用于橋墩上的外力有風力、流水壓力、冰壓力、船只或漂浮物撞擊力、或地震力等。但是對于公路橋梁，高而窄的橋梁之外,橫橋方向的受力驗算一般不控制設計。但地震力作用時,橫橋方向的受力往往有可能成為控制設計。返回拱橋橋墩受力圖示4.拱橋重力式橋臺的荷載組合

(1)橋上布滿荷載，使拱腳水平推力達到最大值、溫度上升，車輛制動力向路堤方向，臺后按壓實土側壓力，使橋臺有向路堤方向偏移的趨勢；(2)臺后破壞棱體上有活載，車輛制動力向橋跨方向，橋跨上無活載，溫度下降臺后按未壓實土考慮土側壓力，使橋臺有向橋跨方向偏移的趨勢。返回拱橋橋臺的荷載組合6.2.2重力式橋墩計算

對于梁橋和拱橋的重力式橋墩的計算，雖然在荷載組合的內容上稍有不同，但就某個截面而言，這些外力都可以合成為豎向的和水平方向的合力(用N和H表示)以及繞該截面x-x軸和y-y軸的彎矩(用Mx和My表示)。因此，它們的驗算內容和計算方法基本相同。1.圬工橋墩墩身強度驗算2.墩頂水平位移的驗算

3.基礎底面土的承載力和偏心距的驗算4.橋墩的整體穩(wěn)定性驗算墩身截面強度驗算返回1.圬工橋墩墩身強度驗算

對于矮墩一般驗算墩身的底截面和墩身變截面；對于較高墩，應沿豎向每隔2-3m驗算一個截面，其步驟如下：

(1)內力計算作用于每個截面上的計算外力應按順橋方向和橫橋方向分別進行荷載組合，以求得相應的縱向力N，水平力H和彎矩M。Nj=s0∑siNi

Nj；s0；；si；Ni

(2)抗壓強度及豎向撓曲穩(wěn)定的驗算對于軸心受壓和偏心受壓的橋墩，按《橋規(guī)》進行相關驗算，如果不滿足要求，應修改墩身截面尺寸，重新驗算。Nj≤ARja/m；Nj≤ARja/m；

=[1-(e0/y)m]/[1-(e0/rw)2]；rw=(I/A)2m(3)偏心距e0的驗算橋墩承受偏心受壓荷載時，其偏心距e0=

M/N不得超過規(guī)范的容許值。(4)抗剪強度的驗算當拱橋相鄰兩孔的推力不相等時，要驗算拱座底截面的抗剪強度?？砂础稑蛞?guī)》中有關公式驗算。返回2.墩頂水平位移的驗算

對于高度超過20m的重力式墩應驗算墩頂水平方向的彈性位移。《橋規(guī)》規(guī)定墩頂端水平位移的容許極限值為：(6—3)式中：L—相領墩臺間最小跨徑長度，以m計，跨徑小于25m時仍以25m計；Δ—墩頂計算水平位移值(cm)。返回3.基礎底面土的承載力和偏心距的驗算1)基底土的承載力驗算基底土的承載力一般按順橋方向和橫橋方向分別進行驗算。當偏心荷載的合力作用在基底截面的核心半徑以內時，應驗算偏心向的基底應力。當設置在基巖上的橋墩基底的合力偏心距超出核心半徑時，其基底的一邊將會出現拉應力，由于不考慮基底承受拉應力，故需按基底應力重分布，重新驗算基底最大壓應力，其驗算公式如下：

順橋方向：max=2N/(acx)≤[]

橫橋方向：max=2N/(bcy)≤[]式中：max、N、a和b、[]、cx=3(b/2-ex)

、cy=3(a/2-ey)基底應力重分布繼續(xù)2)基底偏心距驗算為使恒載基底應力分布比較均勻，防止基底最大壓應力max與最小壓應力min相差過大，導致基底產生不均勻沉陷，影響橋墩的正常使用，設計時應對基底合力偏心距加以限制，在基礎縱向和橫向，其計算的荷載偏心距e0應滿足下表的要求。墩臺基礎合力偏心距的限制=W/A；e0=∑M/N荷載情況地基條件合力偏心距備注墩臺僅受恒載作用時非巖石地基橋墩e0≤0.1對于拱橋墩臺，其恒載合力作用點應盡量保持在基底中線附近橋臺e0＜0.75墩臺受荷載組合Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ作用時非巖石地基e0≤1.0建筑在巖石地基上的單向推力墩，當滿足強度和穩(wěn)定性要求時，合力偏心距不受限制石質較差的巖石地基e0≤1.2堅密巖石地基e0≤1.5返回4.橋墩的整體穩(wěn)定性驗算在設計中，除了滿足地基強度和合力偏心距不超過容許值以外，還須就以下兩個方面對橋墩的整體穩(wěn)定進行驗算。1)傾覆穩(wěn)定性驗算抵抗傾覆的穩(wěn)定系數可按下式驗算：

K0=M穩(wěn)/M傾=x∑Pi/[∑(Piei)+∑(Tihi)]=x/e0式中：M穩(wěn)；M傾；∑Pi；(Piei)；(Tihi)；x；e02)滑動穩(wěn)定性驗算抵抗滑動的穩(wěn)定系數Kc，按下式驗算：Kc=f∑Pi/∑Ti

式中：∑Pi；∑Ti；f上述求得的傾覆與滑動穩(wěn)定系數K0和Kc均不得小于《橋規(guī)》中所規(guī)定的最小值。值得注意的是：在驗算傾覆穩(wěn)定性和滑動穩(wěn)定性時，都要分別按常水位和設計洪水位兩種情況考慮水的浮力。穩(wěn)定系數表摩擦系數表橋墩穩(wěn)定性計算圖式返回基底摩擦系數與穩(wěn)定系數表地基土分類摩擦系數f地基土分類摩擦系數f地基土分類摩擦系數f軟塑粘土0.25硬塑粘土0.30砂粘土、粘砂土、半干硬的粘土0.30-0.40砂土類0.40碎石類土0.50軟質巖土0.40-0.60硬質巖土0.60-0.70荷載情況驗算項目穩(wěn)定系數荷載情況驗算項目穩(wěn)定系數荷載組合I抗傾覆1.5荷載組合Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ抗傾覆1.3抗滑動1.3抗滑動荷載組合V抗傾覆1.3抗滑動抗傾覆和抗滑動的穩(wěn)定系數

基底摩擦系數返回6.2.3樁柱式橋墩及輕型橋墩的計算樁柱式橋墩的計算包括該梁和樁身兩個部分。1.蓋梁計算樁柱式橋墩的蓋梁，對雙柱式橋墩，當蓋梁的剛度與樁柱的剛度比大于5時，近似按雙懸臂梁計算；對多樁式橋墩，近似地按多跨連續(xù)梁計算；當橋墩承受較大橫向力時，則蓋梁應作為橫向剛架的一部分進行驗算。計算內容包括：①恒載、活載及其內力計算；②施工吊裝荷載及內力計算；③荷載組合及內力包絡圖；④配筋計算。計算蓋梁內力時，要考慮活載的輪重不是直接作用在蓋梁上面，而是通過設置在蓋梁上一些固定位置的支座按橫向分布規(guī)律來傳遞活載反力。同時要考慮柱支承寬度對削減負彎矩峰值的影響。2.樁身計算

返回2.樁身計算

樁墩一般分為剛性和柔性兩種。剛性樁墩計算方法與重力式橋墩相仿；柔性樁墩的計算特點是需要從整個橋梁體系的分析來確定各橋墩的受力。現將有關計算的一些基本假定和計算步驟分述如下：(1)基本假定

(2)計算步驟

返回(1)基本假定1)柔性墩視為下端固定，上端鉸支的超靜定梁。外力引起的墩頂位移視為鉸支承的沉陷(圖a)。2)作用在墩頂豎向力N、不平衡彎矩M0、由溫度、制動力等水平力所引起的墩頂位移，在墩頂偏心矩不大的前提下,可采用疊加原理進行計算(圖b)。3)計算制動力時，各墩臺受力按墩頂抗推剛度分配。4)計算土壓力時，如設有實體剛性墩臺，則全部由有關剛性墩臺承受，如均為柔性墩，則由岸墩承受土壓力，并由對岸土壓力平衡，其余柔性墩不計其影響。5)計算溫度變形時，樁墩對梁產生的彈性拉伸或壓縮影響不計，而只計樁墩頂部水平力對樁墩所引起的彎矩影響。返回柔性墩計算圖式(2)計算步驟

1)抗推剛度K的計算

Ki＝1/i(6—4)a.當墩柱下端固定在基礎或承臺頂面時

(6—5)b.當考慮樁側土的彈性抗力時，i可參照樁基礎計算方法確定。式中：i—單位水平力作用在第i柔性墩頂產生的水平位移(m/KN)；

Li—墩柱下端固結處到墩頂的高度，計算方法參考樁基礎；

I—墩橫截面對形心軸的慣性矩(m4)。2)墩頂制動力計算

(6—6)式中：HiT－作用在第i墩臺的制動力(KN)；T－全橋(或一聯)承受的制動力(KN)；于是由制動力產生的墩頂水平位移ΔiT=HiT/Ki。3)梁的溫度變形引起的水平力

梁的溫度變形：

Δit=tLi

(6—7)

式中：—上部結構的線膨脹系數；t—溫度升降范圍；

Li—所計算的柔性墩按照支座承擔溫度力的橋跨長度，

Li為橋梁跨徑。各排架樁頂所受的溫度力為：

Hit=KiΔit

(6—8)于是墩頂發(fā)生的水平位移綜合為：

Δi=ΔiT+Δit(6—9)相應的水平力為：

Hi=KiΔi=HiT+Hit(6—10)

4)由于墩頂產生水平位移△i，豎直力N引起墩內彎矩而產生的水平反力豎向力包括上部結構恒載及活載，墩身自重可忽略不計，近似取柔性墩身變形曲線為二次拋物線，則：

(6—11)式中：Li—為墩柱的計算高

以一孔梁(水平鏈桿)與柔性墩組成的一個一次超靜定結構，取水平鏈桿為多余未知力，于是得：(6—12)5)由于墩頂偏心彎矩M0而產生的水平反力

(6—13)作用在一個墩頂各項水平力算出后，可根據最不利荷載組合，平均分配給墩中各樁柱頂，樁柱按頂端作用的水平力，豎向力和彎矩驗算各截面強度和穩(wěn)定。排架樁應考慮樁側土的彈性抗力，按彈性地基梁法進行內力計算和截面強度、穩(wěn)定、樁入土深度等項驗算。柔性排架樁在橫向是一個多跨剛架，但因橫橋向水平力不大，一般不控制設計。返回6.2.4重力式橋臺計算特點

計算重力式橋臺所考慮的荷載與重力式橋墩計算中基本一樣，不同的是，對于橋臺尚要考慮車輛荷載引起的土壓力,而不需計及縱、橫向風力，流水壓力，冰壓力、船只或漂浮物的撞擊力等。其次，橋臺的強度、偏心距和穩(wěn)定性的驗算也與橋墩基本相同，但只作順橋向的驗算。當驗算基礎頂面的臺身砌體強度時，如橋臺截面的各部分尺寸滿足《橋規(guī)》有關規(guī)定，則應把橋臺的側墻和前墻作為整體來考慮受力；否則，臺身應按獨立的擋土墻計算。

返回6.2.5梁橋輕型橋臺的計算特點

利用橋跨結構和橋孔下面的支撐梁作為橋臺的上下支撐，使整個結構構成四鉸剛架，橋臺作為上下端簡支的豎梁承受臺后的土側壓力，其計算主要包括以下幾項內容：

1.橋臺作為豎梁時的強度計算

2.橋臺在本身平面內的彎曲驗算

3.基層應力驗算

返回1.橋臺作為豎梁時的強度計算通常取單位橋臺寬度進行驗算，其步驟為：

(1)驗算截面處的豎直力N

豎直力包括橋梁上部結構恒載的支點反力N1，臺帽的自重N2及驗算截面以上臺身自重N3，則：

N=N1+N2+N3(6－14)

(2)土壓力計算

(3)臺身截面內力計算

(4)截面強度驗算

按《橋規(guī)》有關公式進行跨中截面的抗壓強度和支點截面的抗剪強度驗算。返回(2)土壓力計算計算土壓力時，對橋臺的最不利荷載組合是橋上無車輛荷載，臺背填土破壞棱體上有車輛荷載。其荷載分布圖示(圖6-20)。作用在橋臺上的水平力為臺后壓力ET：(6－15)作用在臺背填土破壞棱體上的車輪載引起的土壓力EC：

(6－16)則總的土壓力：E=ET+EC(6－17)其中ET呈三角形分布,EC呈均勻分布,由布置在臺后破壞棱體上的等代土層厚度計算。

返回土壓力及計算圖式(3)臺身截面內力計算

橋臺作為簡支狀態(tài)的豎梁，在計算彎矩時，計算跨徑取為：

H1＝H0＋d/2＋c/2(6－18)式中：H0—橋跨結構與支撐梁間的凈距；d—支撐梁的高度；c—橋臺背墻的高度。簡支狀態(tài)的豎梁，在計算剪力時，計算跨徑取為H0。在計算截面彎矩M時，軸力N的影響忽略不計，但要在強度驗算中考慮，對于跨中截面其彎矩為：(6－19)

在臺帽頂部截面的剪力為：

(6－20)

在支撐頂面處的剪力為：

(6－21)

式中：P1，P2—受彎計算跨徑；H1處的土壓力強度；

—受剪計算跨徑；H0處的土壓力強度。返回2.橋臺在本身平面內的彎曲驗算

把橋臺連同翼墻和基礎在橫橋方向作為一根支承在彈性地基上的有限長的梁，用初始參數法求解發(fā)生在地基梁中點的彎矩，然后進行強度驗算。在進行內力計算時，認為橋臺自重不引起彎曲，恒載項僅考慮一個橋臺所承擔的上部結構自重引起的彎矩，進行組合分別驗算。

3.基層應力驗算

基層土壓應力由橋臺自重產生的平均應力和上部結構恒、活載產生的非均布應力組成。具體計算見有關規(guī)范及公路設計手冊《墩臺與基礎》。返回6.2.6拱橋輕型橋臺的計算要點

1.輕型橋臺計算的基本假定

2.臺后土的抗力計算

3.土抗力值的限制

4.臺身強度的驗算

5.臺口抗剪強度驗算

6.基底應力驗算返回1.輕型橋臺計算的基本假定(1)橋臺只繞基層轉動而無滑動；(2)臺后計算土壓力是由靜止土壓力和橋臺變位所引起土的彈性抗力所組成；(3)橋臺的剛性較大，它本身的變形相對于整個橋臺的位移可以忽略不計。根據以上假定,從圖6-21可以看出,除土的抗力外,所有作用于橋臺的外力對基底形心處的彎距總和MC為：MC=Hh1-VXv+Mm-Mpo-G·a(6－21)式中：H－拱圈作用于拱座中心的水平推力；V－拱圈作用于拱座中心的豎向力；Mm－拱圈的固端彎矩；G－橋臺本身及其上填土重量的合力；Mpo－臺后靜土壓力po的合力對C點產生的彎矩；h1