简支梁桥下部结构计算书32213.pdf

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1、.计 算 书 工程名称：设计编号：计算容：桥梁计算书 共 页 计 算 年 月 日 校 核 年 月 日 审 核 年 月 日 专业负责 年 月 日.目 录 一、计算资料.3 二、桥梁纵向荷载计算 .4 1永久作用.4 2可变作用.4 三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算.4 四、墩台桩基竖向承载力计算 .5 五、桥台桩身力计算 .5 1、桥台桩顶荷载计算 .5 2、桥台桩基变形系数计算 .6 3、m 法计算桥台桩身力 .6 六、桥墩桩身力计算 .7 1、桥墩墩柱顶荷载计算 .7 2、桥墩桩基变形系数计算 .7 3、m 法计算桥墩桩身力 .7 七、桥台、桥墩桩基桩身强度校核 .8 1

2、、桥台桩基桩身强度校核 .8 2、桥墩桩基桩身强度校核 .9 .一、计算资料 1设计荷载 汽车荷载：城A 级 人群荷载：按城市桥梁设计规(CJJ 11-2011)10.0.5 条取用。2桥梁跨径及横断面布置 跨径组合：313m 简支梁桥，单孔计算跨径：l0=12.60 m；桥梁横断面：4.5m(人行道)+15m(混行车道)+4.5m(人行道)=24m。3桥梁主要构造 上部结构采用 3 跨 13m 装配式先法预应力空心板梁（使用中华人民国交通行业公路桥梁通用图板梁系列，编号 36-2 分册，交通部专家委员会等编制）。下部结构采用桩柱式桥墩、桥台。墩台基础采用120cm 钻孔灌注桩。4桥梁主要材料

3、 (1)、混凝土 空心板梁：采用 C50 砼预制，C40 砼封端，板梁铰缝采用 C50 砼浇注；桥面铺装：10cm 厚 C50 砼现浇层+4cm 细粒式沥青砼（AC-13C）+6cm 中粒式沥青砼(AC-20C)；墩台盖梁：C30 砼；墩台桩基础：C30 水下砼。(2)、钢筋 普通钢筋采用 HPB300 和 HRB400 钢筋，板梁预应力钢筋为s15.2 高强度低松弛预应力钢绞线。5计算依据 城市桥梁设计规(CJJ11-2011)公路桥涵设计通用规(JTG D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规(JTG D60-2004)公路桥涵地基与基础设计规(JTG D60-2004)6

4、 计算容 由于设计周期较短，设计时桥梁上部结构套用中华人民国交通行业公路桥梁通用图（板梁系列，编号 36-2 分册，交通部专家委员会等编制）图纸，不再进行验算，本计算书主要对桥梁墩台、桩基等下部结构进行计算。.二、桥梁纵向荷载计算 1永久作用(1)、单片板梁自重(含封端砼)：中板：4.9326+0.2425=134.18kN 边板：6.6126+0.2425=177.86kN(2)、二期恒载、单条铰缝：1.02925=25.72kN、防水砼铺装(单片板梁宽度)：0.111325=32.5 kN、沥青砼铺装(单片板梁宽度)：0.111324=31.2kN、单侧单孔栏杆自重：813=104 kN

5、、单侧单孔人行道(枕梁+人行道板+铺装)自重：(5.73+3.94+3.04)25=317.75kN 2可变作用(1)、汽车荷载：城A 级，q=10.5kN/m，P=212kN/m(2)、汽车冲击荷载：冲击系数 u=0.368(3)、人群荷载：3.5kPa 三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算 桥墩、桥台盖梁采用桥梁通 V7.78 计算，盖梁按照连续梁模式分别计算其抗弯、抗剪和裂缝宽度验算。计算时程序自动对汽车荷载和人群荷载进行最不利加载，并计入纵横向折减，永久作用为计算者手动输入到程序中。计算结果：桥墩、桥台盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图详见“附图 1 桥墩盖梁弯矩包

6、络图、剪力包络图和裂缝配筋图”、“附图 2 桥台盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图”。根据包络图可见，桥墩、桥台盖梁纵向配筋基本由裂缝验算控制。控制因素 部位 计算配筋 实际配筋 桥墩盖梁 裂缝 上缘 12C25 16C25 裂缝 下缘 8C25 16C22 桥台盖梁 裂缝 上缘 11C22 13C22 裂缝 下缘 7C22 13C20 盖梁抗剪验算按照已知箍筋间距计算斜筋根数的方法计算，盖梁配置四肢C14箍筋，计算其在盖梁桩顶截面需要配置的斜筋根数，具体根数详见剪力包络图。.四、墩台桩基竖向承载力计算 由桥梁通对桥墩、桥台盖梁的计算可知，桥墩桩基墩柱顶竖向荷载 Nmax=2236.8kN

7、，桥台桩基桩顶竖向荷载 Nmax=2014.3kN。在桥台桩长计算时，由于场地赋存较厚软弱土层，应考虑桩基负摩阻力的不利作用。其中 0#桥台桩基负摩阻力 Nq=371kN，3#桥台桩基负摩阻力 Nq=410kN，负摩阻力作为外荷载加在桩顶。墩台桩基竖向承载力验算采用计算者自编 excel 程序计算，桩基均按摩擦桩设计，计算过程见附表 14。五、桥台桩身力计算 1、桥台桩顶荷载计算 桥台荷载计算时，一般考虑以下三种工况：(一）桥上有活载，台后无活载；(二）桥上无活载，台后有活载；(三）桥上有活载，台后有活载。由于在前述桥梁通计算桩顶竖向荷载时，为考虑了桥跨与搭板上均分布有汽车荷载所得到的结果，同

8、时本桥跨径小，为计算简便，故盖梁底水平荷载与弯矩按第三种工况计算，其他两种工况不再计算。此时需计算的荷载包括：恒载（上部结构自重、桥台自重）、桥上汽车、人群荷载、台后有车辆荷载等时产生的土压力，同时考虑制动力的不利影响。桥台盖梁底水平力与弯矩计算结果(弯矩以主动土压力方向为正)水平力(kN)弯矩(kN.m)上部结构自重 -89.9 桥台自重 -1769.7 台后主动土压力 259.0 190.0 台后车辆荷载等产生的附加土压力 310.0 341.0 汽车、人群荷载（含汽车冲击力）-42.4 汽车制动力 165 214.5 合计 734-1156.5 则桥台单桩桩顶水平力 H=734/5=14

9、6.8kN，弯矩 M=-1156.5/5=-231.3kN/m。.2、桥台桩基变形系数计算 桩基直径 d=1.2m，kf=0.9，k=1.0 桩台桩基计算宽度 b1=kkf（d+1）=1.98m 桩惯性矩 I=1/643.14161.24=0.1018m4 桩抗弯刚度 EI=0.8ECI=0.831070.1018=2442902kN.地基土水平抗力系数的比例系数 m=4000kN/m4 桩台桩基变形系数1554000 1.982442902mbEI=0.318/m 桥台桩长 h=31m，h=0.31831=9.862.5，故桥台桩基可按弹性桩计算。3、m 法计算桥台桩身力 桥台桩基力采用 m

10、 法计算，利用桥梁博士 V3.3 基础模块输出计算结果如下：单桩力和位移效应输出 坐标 位移 弯矩 剪力 土应力 0.00 0.0030-231.3 146.8 0.0-1.55 0.0023-17.0 122.5 14.1-3.10 0.0015 133.7 69.9 18.6-4.65 0.0008 198.1 15.9 15.6-6.20 0.0004 191.4-22.3 9.1-7.75 0.0001 140.4-39.7 2.6-9.30-0.0001 77.0-39.4-2.4-10.85-0.0001 25.5-25.9-5.9-12.40-0.0002 2.3-2.8-9.0

11、-13.95-0.0002-0.0-0.0-10.5-15.50-0.0002-0.0-0.0-11.6-17.05-0.0002-0.0-0.0-12.8-18.60-0.0002-0.0-0.0-13.9-20.15-0.0002-0.0-0.0-15.1-21.70-0.0002-0.0-0.0-16.3-23.25-0.0002-0.0-0.0-17.4-24.80-0.0002-0.0-0.0-18.6-26.35-0.0002-0.0-0.0-19.8-27.90-0.0002-0.0-0.0-20.9.-29.45-0.0002-0.0-0.0-22.1-31.00-0.0002

12、-0.0-0.0-23.2 六、桥墩桩身力计算 1、桥墩墩柱顶荷载计算 由桥梁通对桥墩盖梁的计算可知，桥墩墩柱顶竖向荷载 Nmax=2236.8kN，此时考虑制动力分配作用于墩柱顶。单个墩柱承担的制动力 Fbk=165/5=33 kN 制动力在墩柱顶产生的弯矩 M=1651.3/5=42.9 kN.m 2、桥墩桩基变形系数计算 桩基直径 d=1.2m，kf=0.9，k=1.0 桩墩桩基计算宽度 b1=kkf（d+1）=1.98m 桩惯性矩 I=1/643.14161.24=0.1018m4 桩抗弯刚度 EI=0.8ECI=0.831070.1018=2442902kN.地基土水平抗力系数的比例

13、系数 m=4000kN/m4 桩墩桩基变形系数1554000 1.982442902mbEI=0.318/m 桥墩位于冲刷线以下的桩长 h=29.9m，位于冲刷线以上的墩柱长 l=2.1m，h=0.31829.9=9.512.5，故桥墩桩基可按弹性桩计算。3、m 法计算桥墩桩身力 桥墩桩基力采用 m 法计算，利用桥梁博士 V3.3 基础模块输出计算结果如下：冲刷线以下单桩力和位移效应输出 坐标 位移 弯矩 剪力 土应力 0.00 0.0018 112.2 33.0 0.0-1.49 0.0011 155.1 21.2 6.7-2.99 0.0006 170.6-0.7 7.4-4.48 0.0

14、003 155.0-19.3 4.8-5.98 0.0001 118.2-28.2 1.3-7.47-0.0000 75.3-27.8-1.3-8.97-0.0001 38.1-21.3-2.8-10.47-0.0001 14.3-12.3-3.1.-11.96-0.0001 2.7-3.5-2.8-13.45-0.0001 0.0 0.0-2.8-14.95-0.0001 0.0 0.0-3.1-16.45-0.0001 0.0 0.0-3.4-17.94-0.0001 0.0 0.0-3.7-19.43-0.0001 0.0 0.0-4.1-20.93-0.0001 0.0 0.0-4.4

15、-22.42-0.0001 0.0 0.0-4.7-23.92-0.0001 0.0 0.0-5.0-25.41-0.0001 0.0 0.0-5.3-26.91-0.0001 0.0 0.0-5.6-28.40-0.0001 0.0 0.0-5.9-29.90-0.0001 0.0 0.0-6.2 七、桥台、桥墩桩基桩身强度校核 1、桥台桩基桩身强度校核 由前述桥台桩身力计算可知，桥台桩基受力控制截面位于桩顶，该截面弯矩Md=231.3kN.m，竖向力max2014.3dNNkN。由于在前述单桩竖向反力及 m法计算桩身力时，各荷载组合均未计入荷载组合系数，计算桩基配筋时近似取最大弯矩乘以组合

16、系数 1.25 作为桩身弯矩进行配筋验算，即Md=289.1kN.m。桥台桩基延桩周对称布置20C22 钢筋，桩身强度按圆形截面偏心受压构件计算，桩的计算长度 0440.70.700.318ll8.8m。计算过程详见下表：结构重要性系数0 1.1 轴向力设计值 Nd 2014.3 kN 弯矩设计值 Md 289.1 kN.m 偏心距 e0 144 mm 圆形截面半径 r 600 mm 纵向钢筋所在圆周半径 rs 514 mm g 0.857 混凝土轴心抗压强度设计值 fcd 13.8 MPa.纵向钢筋抗压强度设计值fsd 330 MPa 纵向受压钢筋根数n 20 纵向受压钢筋直径d 22 mm

17、 纵向钢筋配筋率 0.67%构件计算长度l0 8.8 m 长细比l0/i=29.33 17.5 应考虑偏心距增大系数的影响 截面有效高度h0 1114 mm 荷载偏心率对截面曲率的影响系数1 0.548 构件长细比对截面曲率的影响系数2 1.000 偏心距增大系数 1.163 系数 A 2.2450 系数 B 0.5519 系数 C 1.8029 系数 D 1.0139 轴向承载力Nu 12593.0 kN 轴向承载力满足要求 抗弯承载力Mu 2061.3 kN.m 抗弯承载力满足要求 2、桥墩桩基桩身强度校核 由前述桥墩桩身力计算可知，桥墩桩基受力控制截面位于冲刷线以下 2.99m 处，该截

18、面弯矩 Md=170.6kN.m，竖向力 22max2236.81.22.12.99252380.744dcNNd lkN 由于在前述单桩竖向反力及 m法计算桩身力时，各荷载组合均未计入荷载组合系数，计算桩基配筋时近似取最大弯矩乘以组合系数 1.25 作为桩身弯矩进行配筋验算，即Md=213.3kN.m。桥墩桩基延桩周对称布置20C22钢筋，桩身强度按圆形截面偏心受压构件计算，桩的计算长度 0440.70.72.10.318ll10.28m。计算过程详见下表：结构重要性系数0 1.1 轴向力设计值 Nd 2380.7 kN 弯矩设计值 Md 213.3 kN.m 偏心距 e0 90 mm 圆形

19、截面半径 r 600 mm.纵向钢筋所在圆周半径rs 514 mm g 0.857 混凝土轴心抗压强度设计值fcd 13.8 MPa 纵向钢筋抗压强度设计值fsd 330 MPa 纵向受压钢筋根数n 20 纵向受压钢筋直径d 22 mm 纵向钢筋配筋率 0.67%构件计算长度l0 10.28 m 长细比l0/i=34.27 17.5 应考虑偏心距增大系数的影响 截面有效高度h0 1114 mm 荷载偏心率对截面曲率的影响系数1 0.417 构件长细比对截面曲率的影响系数2 1.000 偏心距增大系数 1.272 系数 A 2.4501 系数 B 0.4699 系数 C 2.0507 系数 D 0.8483 轴向承载力Nu 12188.5 kN 轴向承载力满足要求 抗弯承载力Mu 1404.2 kN.m 抗弯承载力满足要求