不等跨铁路桥梁重力式矩形桥墩的设计及内力计算 - 图文(7)

兰州交通大学毕业设计（论文）

2.2.1 墩身设计

墩身的顶面尺寸即为托盘的底面尺寸，则墩身的纵向尺寸为2.3 m，横向尺寸为5.6 m；墩身的纵向侧面按55:1向下放坡，则墩身底面纵向宽度为3.03 m；墩身的横向侧面按60:1向下放坡，则墩身底面横向宽度为4.27 m。 根据以上设计，桥墩各细部尺寸如图2.4所示。

图 2.4 桥墩尺寸（单位：mm）

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3. 荷载的种类与组合

3.1 荷载种类 3.1.1 永久荷载(恒载)

(1)结构自重：经由支座传来的恒载力(包括梁、线路设备、道碴或辅装层及人行道自重)，桥墩自重(包括顶帽重、墩身重、基础襟边上的土重)，上部结构的混凝土收缩及徐变得影响。

①桥跨自重。

桥跨自重包括梁和支座、桥面及人行道的重量。梁及支座重可从选用桥跨标准图中查得。桥面及人行道重量按《铁路桥涵设计基本规范》规定为：直线上双侧人行道铺设木步行板时采用8 kN/m；铺设钢筋混凝土或钢步行板时采用10 kN/m。

桥墩上所受桥跨自重压力等于相邻两桥跨通过支座传来的自重压力之和，等跨时传来的桥跨自重压力作用在桥墩中心线上。

②桥墩自重。

计算桥墩自重时，常将桥墩分成许多简单的块体分别计算，最后求和。各种材料重度统一按如下数值采用：钢筋混凝土(配筋率在3%以内)25 kN/m3，混凝土、片石混凝土、浆砌块石23 kN/m3，浆砌片石22 kN/m3。

(2)水浮力：水中桥墩位于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水地基时，基底作用水浮力。当检算桥墩稳定时，应考虑设计频率水位的水浮力；而计算基底强度或基底偏心时，应考虑水位的水浮力，此时应考虑襟边上的土柱浮重(若为地下水时，水位以下为浮重，水位以上采用天然容重)。位于粘性土层上和岩石(破碎、裂隙严重者除外)上的基础，当基础用混凝土与地基接触良好不透水时，可不考虑水浮力，当应考虑襟边上土柱浮力及水柱重。当不确定是否存在水浮力时，应按最不利情况考虑。

(3)基础变位影响力：对于非岩石地基上的超静定结构，应当考虑由于地基沉降引起的支座长期变位的影响。

3.1.2 可变荷载

(1)活载：作用在上部结构的列车或汽车荷载，对于钢筋混凝土柱式等轻型桥墩应计入冲击力，对于重力式墩台则不计入冲击力。

我国客货共线铁路标准活载采用“中—活载”。列车活载通过桥跨以支座反力的方式传给桥墩，由于桥跨傻瓜列车活载位置不断变化，传给桥墩的压力和影响也不同。设

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计桥墩时，活载的布置应使桥墩处于最不利的受力状态。根据设计经验，检算中常用的活载加载图式有单孔重载、单孔轻载、双孔重载及双孔空车等，如图3.1所示。

①单孔重载(或称一孔重载)

仅在一孔梁上布满活载，并使五个集中荷载位于所需要检算桥墩的一侧。这种加载图式能对桥墩产生最大的竖向偏心压力和较大的纵向水平力(牵引力)，因此竖向力、弯矩都较大，对直线桥墩的截面压应力、受压稳定、墩顶纵向弹性水平位移以及基底压应力验算可能是最不利的。

②单孔轻载(或称一孔轻载)

也是在一孔梁上布满活载，但五个集中荷载位于检算墩上梁的另一端。这种加载图式对桥墩的竖向偏心压力较一孔重载为小，而纵向水平力(制动力)大小与一孔重载相同，弯矩较大，往往是桥墩纵向合力偏心距的控制荷载。直线上桥墩当截面合力偏心距较大时，按应力重分布计算，可能出现最大应力。

③双孔重载

在检算桥墩相邻的两孔梁上都布置活载，要求使桥墩上两个支座反力之和达到最大值。由结构力学原理可知，如果相邻两孔梁的跨度分别为L1和L2，两孔梁上静活载分别为G1和G2，则当G1/L1?G2/L2时，检算墩的支座反力之和为最大。由此可求得加载图式中的x值(即活载在梁上的加载位置)。双孔重载的支反力和离心力都是最大值，因此计算截面的竖向力与弯矩也最大，它是曲线上桥墩截面横向的合力偏心距、压应力、受压稳定、基底压应力以及墩顶横向弹性水平位移验算的最不利活载组合。 ④双孔空车

在验算桥墩的相邻两孔梁上均布满空车活载，按10 kN/m计。这种加载图式对实体式桥墩一般检算不控制，但当同时考虑横向风力等横向力作用下的桥墩横向稳定性时可能起控制作用。

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图 3.1 检算桥墩的加载图式

(2)由活载引起的离心力、制动力(或牵引力)、风力、流水压力、冰压力、温度力、支座摩擦力及人群荷载等。

①制动力或牵引力。

桥跨上活载的制动力或牵引力，由车轮传给钢轨，再由钢轨传给梁，再通过梁的支座传给墩台。当支座类型不同时，传递的纵向水平力就不同。简支梁通过各类支座传给桥墩的制动力(或牵引力)按《铁路桥涵设计基本规范》规定为：

(1)通过固定支座为全孔的100%； (2)通过滑动支座为全孔的50%； (3)通过滚动支座为全孔的25%； …… 此处隐藏：314字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……