不等跨铁路桥梁重力式矩形桥墩的设计及内力计算 - 图文(6)

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0.15 m)做成所谓的片石混凝土；墩身也可以用浆砌片石或浆砌块石(块石多自成层岩中开采，也可自片石中挑选加工，块石外形大致方正，厚度不小于0.2 m，长度不小于厚度)。浆砌片石桥墩高度不宜大于20 m，当高度超过15 m时，应在墩身中部用整齐块石砌一垫层或灌注一层混凝土，其厚度为0.6～1.0 m。浆砌块石桥墩高度一般不宜大于24～30 m。为使石砌桥墩尺寸整齐，坚固美观，其外露面应以尺寸较大、外面较平整的石块镶面并勾缝。墩高(支承垫石至其顶) H≤6 m时可用片石镶面；墩高H＞6 m应全部用块石镶面。

1.4 桥墩的设计步骤与内容

梁桥桥墩的设计过程是：首先选定桥墩形式及拟定各部分尺寸，然后确定各项外力并进行最不利荷载组合，计算各截面的内力，进行配筋(需要配筋时)设计，选取验算截面并进行验算。

梁桥桥墩各部分详细尺寸的拟定，根据具体情况可采用标准设计图纸，也可通过力学计算确定。

梁桥桥墩计算的目的在于确定经济合理的尺寸，并保证其在施工和使用阶段的安全。一般梁桥桥墩应满足两个方面的要求：一是桥墩本身应具有足够的强度和稳定性，并且不出现过大的开裂和其他变形；二是桥墩作为一个整体，不致发生超出容许的变位。此外，对于较高的墩台，需限制墩顶水平位移不超限。为了确保桥墩满足上述要求，应对桥墩进行下列项目的检算：

(1)墩身受压稳定性检算； (2)墩顶截面强度检算； (3)墩身截面偏心检算； (4)墩顶弹性水平位移检算；

(5)地基承载力、稳定性和基底沉降检算。

圬工结构的设计理论主要有容许应力法和极限状态法，目前铁路规范采用容许应力法。容许应力法的荷载组合值采用使用荷载直接相加，其检算式表现为应力形式；极限状态法的荷载组合值则采用考虑分析安全系数的组合计算式，其检算式表现为荷载效应的形式。除此之外，还应结合施工情况进行必要的检算。如拱桥在施工过程中可能产生的单向水平推力，可使砌体强度和基底土的承载能力提高，使倾覆和滑动稳定性系数降低。

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2. 桥墩的尺寸拟定

2.1 墩帽尺寸的拟定 2.1.1 墩帽的厚度

一般有支座的墩帽厚度都采0.5 m(因顶梁或维修需要的支承垫石加高部分不包括在内)；无支座的墩帽厚度可采用0.4 m。

2.1.2 墩帽的平面尺寸

支座底板的尺寸及位置是决定墩帽平面尺寸的主要依据。为此，应首先搞清楚梁的跨度、梁全长、梁梗中心线位置、支座底板尺寸及梁端缝隙的大小。此外，决定顶帽的平面尺寸时，还要考虑架梁和养护时移梁、顶梁的需要。

墩帽纵向宽度C如图2.1所示，可写为

C≥c0＋2c1＋c2＋2c3＋2c4

式中 c0——考虑梁及墩台的施工误差设置的梁缝，对钢筋混凝土或预应力混凝土简

支梁，当跨度L≤16 m时，c0=60 mm；L≥20 m时，c0=100 mm；

c1——支座中心至梁端的长度；

c2——支座底板的纵向宽度，根据梁的资料确定；

c3——支座底板边缘至支承垫石边缘的距离，一般为0.15～0.2 m，它是为了调

整施工误差和防止支承垫石表面劈裂或支座锚栓松动所需的距离；

c4——支承垫石边缘至墩帽边缘的距离，用以满足顶梁施工的需要，当跨度L≤

8 m，c4=0.15 m；8 m＜L＜20 m时，c4=0.25 m；L≥20 m时，c4=0.4 m。

矩形墩帽的横向尺寸B如图2.1所示，可写为

''B≥c5＋c2＋2c3＋2c4

式中 c5——梁梗中心横向间距，采用标准设计的桥跨时，c5值可自梁的技术参考表

中查出；

' c2——支座底板的横向宽度；

' c4——支承垫石边缘至墩帽边缘的横向距离，为了养护及架梁作业的需要，矩

'形墩帽的c4不应小于0.5 m；圆端形墩帽支承垫石角至墩帽最近边缘的最'小距离与纵向c4相同。

对于分片式钢筋混凝土梁及预应力混凝土梁分片架立时，考虑到第一片梁横向移梁的需要及保证施工、养护人员的安全作业，墩帽横向宽度一般应采用下列数值：

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跨度L≤8 m时不小于4 m； 跨度8 m＜L＜20 m时不小于5 m； 跨度L≥20 m时不小于6 m。

2.1.3 托盘

在墩帽纵、横向尺寸较大时，为使墩身尺寸不致因此过分增大而多用圬工，常在墩帽下设置托盘将纵、横向尺寸适当收缩，一般在横向收缩较多，纵向不收缩或少收缩。

托盘顶面的形状与桥墩截面形状有关，如矩形截面桥墩的托盘顶面仍是矩形，而圆形、圆端形桥墩则为圆端形。托盘顶面纵、横向尺寸就等于墩帽纵、横向尺寸减去两边飞檐的宽度。

托盘底面与墩身相接，其形状与墩身截面相同。为保证悬出部分的安全，《铁路桥涵设计基本规范》规定：托盘底面横向宽度不宜小于支座下底板外缘的间距；托盘侧面与竖直线间的?角不得大于45°；支承垫石向边缘外侧0.5处墩帽底缘点的竖向线与该底缘点同托盘底部边缘处的连续夹角?不得大于30°，如图2.1所示。

图 2.1 托盘式墩帽尺寸拟定

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2.1.4 墩帽设计

(1)横向尺寸

按照上部结构的布置，以及墩帽横向宽度一般应用为当跨度L≥20 m时不小于6 m，则

''B≥c5＋c2＋2c3＋2c4=2.2?0.8?2?0.2?2?1.3=6 m

其中为了调整施工误差和防止支承垫石表面劈裂或支座锚栓松动所需的距离，支承底板边缘至支承垫石边缘的距离c3采用20 cm；为了养护及架梁作业的需要，支承垫石

'边缘至墩帽边缘的横向距离c4采用130 cm。

(2)纵向尺寸

C≥c0＋2c1＋c2＋2c3＋2c4=0.1?2?0.3?0.6?2?0.2?2?0.4=2.7 m

其中对于跨度L≥20 m时，因梁和墩台的施工误差，梁缝c0采用10 cm；由跨度和梁的全长可知，支座中心至梁端的长度c1为30 cm；为满足顶梁施工的需要，当跨度L≥20 m时，支承垫石边缘至墩帽边缘的距离c4采用40 cm。

根据梁的高跨比，一般选用分片式T型梁，按照道碴桥面道碴槽不宜小于3.9 m，横桥向轨枕长2.6m，桥上设置双侧人行道及栏杆的要求，梁梗中心横向间距c5采用2.2

'm；支座底板的纵向c2和横向宽度c2根据梁的尺寸分别设置为60 cm和80 cm。

有支座墩帽厚度采用0.5m。

图 2.2 托盘式墩帽尺寸（单位：mm）

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(3)托盘尺寸

纵向和横向两边的飞檐各采用20 cm，则托盘顶面的纵向和横向尺寸分别为5.6 m和2.3 m；托盘纵向尺寸不收缩，横向尺寸进行收缩，按照《铁路桥涵设计基本规范》规定设计，托盘底面横向尺寸采用3.6 m。托盘高度采用1.5m。

托盘式墩帽尺寸如图2.2所示。

2.2 墩身尺寸的拟定

采用托盘式墩帽时，墩身顶面尺寸就是托盘底部的尺寸，采用飞檐式墩帽时，墩身顶面尺寸就是墩帽纵、横向尺寸减去两边飞檐的宽度，如图2.3所示。

墩身坡度一般用n：1(竖：横)表示，n愈大，坡度愈陡；n愈小，坡度愈缓。当墩身较低时(约在6 m以内)，其墩顶及墩底受力相差不大，为了施工方便，可设直坡。墩身较高时，墩身的纵、横两个方向均做成斜坡，坡度不缓于20:1，具体数值应根据墩身的受力要求由试算决定。

墩身高根据墩顶标高(由轨底标高减去梁在墩台顶处的建筑高度和墩帽高度求得)和基底埋置深度、 …… 此处隐藏：1464字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……