1、XX 至 XX 高 速 公 路 橋 涵 設 計 通 用 圖20 米 裝 配 式 預 應 力 混 凝 土 簡 支 空 心 板 下 部 構 造 橋 墩 計算書計算第一局部 根底資料一、計算根本資料1 技術標準與設計標準：1) 中華人民共和國交通部標準?公路工程技術標準? JTG B01-20032) 中華人民共和國交通部標準?公路橋涵設計通用標準? JTG D60-20043) 中華人民共和國交通部標準?公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計標準?JTG D62-2004，以下簡稱?標準?4) 中華人民共和國交通部標準?公路橋涵地基與根底設計標準? JTJ 024-85 5) 中華人民共和國交通部標

2、準?公路圬工橋涵設計標準? JTG D61-20056) 交設發 2005 040 號?關于修訂橋涵設計通用圖的通知? 。2 橋面凈空： 2x 凈-9.75 米、凈 10.25 米3 汽車荷載：公路I級，結構重要性系數1.04 設計環境條件：I類5 材料性能參數1) 混凝土a) 強度等級為C30,主要強度指標：強度標準值 f ck = 20.1MPa, ftk = 2.01MPa強度設計值 f cd= 13.8MPa ftd = 1.39MPa彈性模量 E 戶3.00x104MPab) 強度等級為C25,主要強度指標：強度標準值 f ck = 16.7MPa, ftk = 1.78MPa強度設

3、計值 f cd= 11.5MPa ftd = 1.23MPa彈性模量 E 戶2.80x104MPa2) 普通鋼筋a) R235鋼筋其主要強度指標為：抗拉強度標準值f sk = 235MPa抗拉強度設計值fsd= 195MPa彈性模量 E s = 2.1x105MPab) HRB335鋼筋其主要強度指標為：抗拉強度標準值f sk = 335MPa抗拉強度設計值fsd = 280MPa彈性模量 E s = 2.0x10 5MPa6 主要結構尺寸下部結構為雙柱式橋墩、重力式橋臺、擴大根底及樁根底。有關具體尺寸詳見我院2007年7月編制的相關橋涵設計通用圖。相配套的上部結構空心板為裝配式預應力混凝 土

4、簡支梁后張法鋼絞線二、采用程序：手算結合“橋梁通7.55網絡版作內力分析和強度驗算。第二局部墩柱及其根底I、計算模型計算模型按三跨一聯計算，一聯兩端為橋臺，中間為雙柱式墩。橋臺上設活動支座16GJZF 250 X 44mr橋墩墩頂均為板式橡膠支座GJZ 250X 42mrii, 排支座為 個。墩底為地面或沖刷線，樁基嵌巖。n.墩柱驗算一、恒載計算內容地面到蓋梁頂高度 h m101214161820上部恒205120512051205120512051蓋梁恒載264264264264264264柱恒載243300356562639716柱系梁595959樁系梁595959595959樁頂合計25

5、5826152671293630133090單位：KN二、活載計算、縱向水平力計算1抗推剛度1支座的剛度n=16, A *(250/2)2 49087.4mm2, G=1MPa, t=31.24mm 按 0.71 倍支座厚度計算一排支座支座抗推剛度Kz=nAG/t=25141 KN/m2橋墩墩頂剛度一聯各橋墩剛度按等剛度計算，按嵌巖樁查表；樁頂為地面或沖刷線按?公路橋涵地基與根底設計標準?附錄六查表附表6.11得：墩頂抗推剛度 Kd=n/ H3/ 3EcI+S 畀 + S <2+3 mH0)H+S mM0)£ 集成抗推剛度K=2K*K譏2Kz+K);總剛度刀K= 2K橋墩墩頂抗

6、推剛度見下表:地面到蓋梁頂咼度H m101214161820蓋梁高m1.4柱數根2直徑(m)橋墩d11.21.21.21.41.41.4樁基d21.31.31.31.51.51.5長度(m)橋墩h 18.610.612.614.616.618.6樁基h 2101010101010砼彈性模量(Mpa)橋墩C30) E1300003000030000300003000030000樁基(C25) E 2280002800028000280002800028000慣性矩(m4)橋墩1 10.1020.1020.1020.1890.1890.189樁基I 20.1400.1400.1400.2490.2

7、490.249樁計算寬度b1(m)2.072.072.072.252.252.25地基土變形系數 m KN/m)30000樁變形系數a0.4560.4560.4560.4140.4140.414ah24.6>2.54.6>2.54.6>2.54.1>2.54.1>2.54.1>2.5B2D-B1D/A2B1-A1B22.400742.400742.400742.400742.400742.40074A2D-A1D/A2B1-A1B21.599791.599791.599791.599791.599791.59979BC-BQ/A2B1-A1B21.59979

8、1.599791.599791.599791.599791.59979AC-AQ/AB-AE1.732181.732181.732181.732181.732181.7321800 HH8.05E-068.05E-068.05E-066.09E-066.09E-066.09E-06乂 00 HM2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-060 00 MH2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-060 °0 MM1.21E-061.21E-061.21E-067.52E-077.52E

9、-077.52E-07墩頂抗推剛度K KN/ni883655823741449833002492兩排支座抗推剛度Kz KN/m50282集成抗推剛度k : KN/m751650253482412930972374全橋總剛度刀K KN/m150311004969648257619447483、混凝土收縮、徐變及溫度影響力在各墩上的分配混結構有效溫度標準值：最高35C，最低0C,簡支梁安裝及橋面連續施工溫度取15C 25C,計算溫升為 35 E -15 C =20C，溫降為 25C -0 C =25C。 混凝土收縮、徐變及溫度下降，均屬于同一性質，三者加起來，按降溫550C考慮,線膨脹系數0.00

10、001結構為對稱結構，所以上部結構不動點位于一聯中間點，即x=30 m溫升影響力只與制動力組合，而溫降影響力與制動力、混凝土收縮徐變影響力共同 作用，故只計算溫降影響力。橋墩均為等剛度，故溫降影響力在各墩上的分配如下：R=R=(x-30)KC一個橋墩溫降影響力表地面到蓋梁頂咼度h m101214161820線膨脹系數a0.00001收縮系數C10.00055膨脹系數C20.0002混凝土收縮、徐變 及溫降P1 KN-41.3-27.6-19.2-22.7-17.0-13.1溫升P2 KN-15.0-10.0-7.0-8.3-6.2-4.74、汽車制動力在各墩上的分配1)汽車制動力1車道荷載標準

11、值的10% 一聯按3X 20計算：一個車道產生制動力=(10.5 X 3X 20+237.2) X 10% =86.72KN;2公路I級汽車荷載制動力標準值限值：一個車道產生制動力二165 KN根據?公路橋涵設計通用標準?JTG D60-2004第標準公路-I級汽車荷載的制動力標準值不小于得小于 165KN之規定。一個設計車道制動力為 165KN2制動力在各墩上的分配由于兩個橋墩剛度相同，橋臺不參加水平力的分配，貝個橋墩分配制動力為總制 力的1/2.5、單根墩柱墩頂水平力匯總單根墩柱墩頂水平力=一個橋墩墩頂水平力/2單根墩柱墩頂水平力地面到蓋 梁頂咼度h m內容制動系 數1柱制 動1柱溫 度1

12、柱制+溫彎矩101列車道141.310.351.65232列車道282.510.392.8942121列車道141.36.948.25852列車道282.56.989.41086141列車道141.34.846.06512列車道282.54.887.31234161列車道141.35.746.97572列車道282.55.788.21423181列車道141.34.345.58262列車道282.54.386.81574201列車道141.33.344.58972列車道282.53.385.81727水平力對墩柱底偏心矩計算已入 10cm支座墊、4.2cm支座厚度、垂直荷載1、活載支反力、橫向

13、分布計算活載支反力表內容加載方式左支反力B1右支反力B2合計1列車道荷載雙孔加載105.0394.8499.8一孔加載394.80.0394.8柱分配系數表內容橫向布載1號柱K12號柱K2合計1列車道偏載1.1422-0.142212列車道偏載1.750.252注：1、表中活載橫向作用視上部與蓋梁為整體形成雙懸臂簡支梁計算柱的橫向分配系數得到柱頂豎直力2、最大、最小垂直力、相應彎矩表加載方式左支反力B1右支反力B2合計B最大垂直力最小垂直力1墩底 彎矩2墩底 彎矩K1BxK1K2BxK20.35x(B1-B2)xK10.35x(B1-B2)xK21列車 道雙孔加載105394.8499.81.

14、1422571-0.1422-71116-14單孔加載394.80394.81.1422451-0.1422-56158-202列車道雙孔加載105394.8499.81.758750.2512517825單孔加載394.80394.81.756910.259924235注：表中B1-B2取絕對值代入計算3、汽車沖擊系數1 +卩=1.25，參見?蓋梁計算?三、荷載組合1、 根本組合用于承載能力極限狀態計算,按標準JTG D60-2004第條規 定計算：1.0 X 1.2 X恒載+1.4 X汽車含沖擊力+0.7 X 1.4 X制動力+1.4 X溫降 影響力2、 短期組合用于正常使用極限狀態計算，

15、按標準JTG D60-2004第條規 定計算：1.0 X 1.0 X恒載+0.7 X汽車+1.0 X制動力+1.0 X溫降影響力3、 長期組合用于正常使用極限狀態計算，按標準JTG D60-2004第條規 定計算：1.0 X 1.0 X恒載+0.4 X汽車+1.0 X制動力+1.0 X溫降影響力墩柱底荷載計算：豎向力P=E P縱向水平力V=EV彎矩 M=E Pei+E Ve單根墩柱底荷載組合見下表。rnM腎 M00FoX o49X7523004O747cnOS46X44GO25 O Oi43X24522石4GO63995S4W766003927£CD4gO3 00 594s9NXX1

16、2XX6OX55gXX9660053g5X O00古X6X oCDO5X633X52OCDX建7GOOl豈9冷6X w6ro33009sw3 00 g392636XO35 00330000300CD369632W2533993300WGOO3gX33XO3356W39WGO32W32000029 ido5N221芍537000053O8X5 0077O10045539g00roro Ol6 O63XXg539Oi009003967400常7M2吞曲®澄«冃腎少FoX O3O90032272 93 O3 O3 O2GOg20029500NXXM55o695666Xs6634g

17、4w2 6 0042g225O1256526272 O625CD25gN22XOX8cnX5Ol966959g95X3M20035GO3g2s3常9w9636253 3 29ro3£ o30032523 3 35GO553229 0073 OXX00970052X o79Xd3O900936g7X593XOl00006000039O、3 59O>2GO2GO59GO冷Wcn3 OO3g2GOO292963Ws3s3200 CD2 00 0062O2U1926322622芍52X50000300007cn900石9200X2006XX47ro59ro52637OX吞曲沐澄

18、4;M腎少00FoX O32 0093363GO933X32ro320063OGOO2 O003sX200522gO2 009 X29652CD52毀32003529g2GO92007NXXX OXXO50000900對X52OO002X00 O、33、Xw5)697X002XcnO0063XX o300X oGO5006cnOw5263299 O2900429O12900629GO2g727 、2idX2 O92 O326 Oi2665259225 0062590026g25362 53 ON22石0000石00 、 00002 O33Ol OU12roroO3O5X O99X o9655C

19、D95595255cnM220恒+1道+制動+溫雙孔加載33189433061891單孔加載32709603067889恒+2道+制動+溫雙孔加載3440179831401738單孔加載3366182431291741四、持久狀況承載能力極限狀態驗算墩柱為偏心受壓構件；構件計算長度按1.5倍墩高計算，即Io = 1.5H。驗算公式：丫 oMwAr2fcd+Cp r2fsd，；33Y oM n eo< Br f cd+Dp gr f sd7。A B-有關混凝土承載力的計算系數，按?標準?附錄C的迭代法由表查得;C D-有關縱向鋼筋承載力的計算系數，按?標準?附錄C的迭代法由表查得。對本通用

20、圖，墩柱長細比lo/i均大于17.5，需考慮偏心矩增大系數nn=1Z 1= 0.2+2.7e 0/h 0W 1.0 ; Z 2= 1.15-0.011 0/h w 1.0e°-初偏心距，e°=M/N; h 0-截面有效高度，h°=葉rs； h-截面高度，h=2r。持久狀況承載能力極限狀態驗算表7"-墩.高H(m)工程101214161820設計彎矩M(KN*m)134614871633181819662216設計軸力N(KN)427943474415473248244917初偏心距e°=M/Nd(m)0.3150.3420.3700.3840.

21、4080.451桿件穩定系數1.51.51.51.51.51.5lo = 1.5H(m)151821242730主筋根數、直徑(mm)28 2228 2228 2528 2228 2528 28面積A(mm)10642.810642.813745.210642.813745.217239.6. 2 p =A/ n r0.00940.00940.01220.00690.00890.0112rs(m)0.540.540.540.640.640.64r(m)0.60.60.60.70.70.7g= r s/r0.90.90.90.9142860.9142860.914286偏心矩 增大系 數計算Z

22、10.9451.0001.0000.9741.0001.000Z 21.0001.0000.9750.9790.9570.936h0(m)1.141.141.141.341.341.34h(m)1.21.21.21.41.41.4n1.3821.5361.6571.6981.8361.913n e°(m)0.4350.5250.6130.6520.7480.862系數計 算E0.540.450.460.420.410.41A1.29961.01821.0490.92680.89660.8966B0.64830.58980.59820.5620.55190.5519C0.1941-0.

23、2377-0.1903-0.3798-0.4273-0.4273D1.87441.90651.90811.89431.88781.8878結構重要性系數丫 0111111f cd(Mpa)13.813.813.813.813.813.8f sd' (Mpa)280280280280280280Y 0N(KN)42794347441547324824491722Arfcd+Cp rfsd' (KN)664148334978590755395406是否滿足是是是是是是Y °Nd n e°(KN*m)186022832706308736104238Br3fcd+Dp gr3fsd' (KN*m)289327353045381040924469是否滿足是是是是是是五、持久狀況正常使用極限狀態驗算墩柱最大裂縫寬度 W驗算，驗算公式：WfkC1C2OO3$ (0.004 d 1.52C) 0.20mmEsPC-鋼筋外表形狀系數，取 1.0 ; fcu,k=30 MPa; Es=200000 MPa;59.叫*cu, k(2.80nse0 r21.0) 1