桥墩计算书.doc

本桥选择左幅桥2号桥墩和右幅桥3号桥墩计算1、左幅桥2号墩（非过渡墩）（一）、基本资料：1）.设计荷载：公路级2）.T梁（单幅5片梁，简支变连续）高：2.4m3）.跨径： 40m4）.该联跨径组合：（340）m5）.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表1，取湖北省黄石市设计基本风速为V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表参数k0k1k2k3k51.0 1.6 0.92 1.0 1.7 场地类别Z（m）Awh（m2）=0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C16.3231280.011997 20.2Vd(桥面处)Vd=k2k5V1031.6 Wd=Vd2/（2g）0.61033FWh=k0k1k3WdAWh（KN）121.71 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.温度力计算 温差按25度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差15度考虑，计算刚度K时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩)l（m）t（0C）（m）h（m）nE（KN/m2）0.0000120401.800 16.323230000000温度力l=lt（m）K=3nEI/h3（KN/m）HT=lK（KN）0.00821327170.63.汽车制动力力计算（考虑2车道，一联中近似由一个非过渡墩承受）纵桥向汽车制动力计算车道数折减系数qk(KN/m)Pk(KN)跨径孔数2110.5320403一联汽车制动力公路级制动力最小值判断制动力取值3163309262.7KN单桩承载力满足要求。左幅2号墩（非过渡墩，1.5m墩柱，防国道上车辆撞击）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T梁（单幅5片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表1，取湖北省黄石市设计基本风速为V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表参数k0k1k2k3k51.0 1.6 0.86 1.0 1.7 场地类别Z（m）Awh（m2）=0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C6.2991280.012009 20.2Vd(桥面处)Vd=k2k5V1029.5 Wd=Vd2/（2g）0.53385FWh=k0k1k3WdAWh（KN）106.46 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.温度力计算 温差按25度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差15度考虑，计算刚度K时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩)l（m）t（0C）（m）h（m）nE（KN/m2）0.0000120401.500 6.299230000000温度力l=lt（m）K=3nEI/h3（KN/m）HT=lK（KN）0.0081789751431.83.汽车制动力力计算（考虑2车道，一联中近似由一个非过渡墩承受）纵桥向汽车制动力计算车道数折减系数qk(KN/m)Pk(KN)跨径孔数2110.5320403一联汽车制动力公路级制动力最小值判断制动力取值3163308448.67KN 单桩承载力满足要求。左幅10号墩（非过渡墩，1.6m墩柱）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T梁（单幅5片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表1，取湖北省黄石市设计基本风速为V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表参数k0k1k2k3k51.0 1.6 0.92 1.0 1.7 场地类别Z（m）Awh（m2）=0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C10.178 1280.012005 20.2Vd(桥面处)Vd=k2k5V1031.6 Wd=Vd2/（2g） 0.61070 FWh=k0k1k3WdAWh（KN）121.95 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.温度力计算 温差按25度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差15度考虑，计算刚度K时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩)l（m）t（0C）（m）h（m）nE（KN/m2）0.0000120401.600 10.178230000000温度力l=lt（m）K=3nEI/h3（KN/m）HT=lK（KN）0.00854921 439.4 3. 汽车制动力力计算考虑2车道，一联中近似由非过渡墩承受。纵桥向汽车制动力计算车道数折减系数qk(KN/m)Pk(KN)跨径孔数2110.5320403一联汽车制动力公路级制动力最小值判断制动力取值3163308710.00KN单桩承载力满足要求。左幅6号墩（过渡墩，1.5m墩柱）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T梁（单幅5片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表1，取湖北省黄石市设计基本风速为V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表参数k0k1k2k3k51.0 1.6 0.86 1.0 1.7 场地类别Z（m）Awh（m2）=0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C8.2351280.012007 20.2Vd(桥面处)Vd=k2k5V1029.5 Wd=Vd2/（2g）0.53375FWh=k0k1k3WdAWh（KN）106.44桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.纵向水平力计算此处偏安全的认为纵向水平力为支座极限摩阻力，即0.06N0.06*（2681.34+2262.34+2262.34+2262.34）=726.822KN。 3.桥墩及盖梁自重荷载计算盖梁结构尺寸11.48（长）2.2（宽）1.6（高）盖梁重（kN）987.69 墩柱结构尺寸1.6(柱径)6.635（柱高）墩身重(双柱)（kN）667.02 三、作用组合1.支反力汇总取2车道作用在离左路缘石0.5m，5片主梁从左到右依次编号为15，其对应盖梁顶一个支座的反力如下表：上构支反力汇总（单位：KN）盖梁顶恒载反力2车道作用在离左路缘石0.50m活载反力11340.671317.9321131.172349.9331131.173274.9841131.17455.1851322.6758.632.墩底内力计算此时验算两种情况下墩底的受力。1）在墩的一侧满布汽车而另一侧不走车由一侧的汽车荷载在墩底产生顺桥向弯矩Mx=0.6*（10.5*20+320）*2=636KNm。因墩柱与盖梁（约5：7）刚度相近，将盖梁与墩柱在横桥向做刚架计算，其中，盖梁计算书另行给出，此处只计算墩柱部分。荷载分别计算汽车活载及“横桥向水平风力”作用下墩底内力。a活载横桥向产生的墩底内力：（同前做法）活载横桥向墩底内力左右N825.73N180.92Q14.51Q14.51M59.04M12.55b风力横桥向产生的墩底内力：风载横桥向墩底内力（拉力为负）左右N51.71N-51.71Q52.89Q53.55M211.19M214.07墩底内力组合墩底内力组合顺桥向：0.71.4摩阻力+1.4汽车活载横桥向:1.1横桥向风力+1.2恒载+1.4汽车活载N(KN)Mx(KN.m)My(KN.m)Fx(KN)Fy(KN)9473.953823.276314.965356.14378.493对于圆形截面，纵横向内力应合并计算。墩底内力N(KN)M(KN.m)F(KN)9473.953836.23364.692）墩的两侧均布满车计算汽车活载及“横桥向水平风力”作用下墩底内力。活载横桥向墩底内力左右N1651.46N361.84Q29.02Q29.02M118.09M25.09风荷载同上。墩底内力组合墩底内力组合顺桥向：0.71.4摩阻力 横桥向:1.1横桥向风力+1.2恒载+1.4汽车活载N(KN)Mx(KN.m)My(KN.m)Fx(KN)Fy(KN)10629.972932.876397.635356.14398.807对于圆形截面，纵横向内力应合并计算。墩底内力N(KN)M(KN.m)F(KN)10629.972959.71369.60四、墩身强度与裂缝验算1.墩底截面强度验算（36HRB335-25）第一种情况下墩身截面强度验算：圆形截面偏压公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62-2004)第5.3.9条弯矩设计值Md(kNm)轴力设计值Nd计算长度lo安全系数0混凝土标号3836.23 9473.95 4.641.1钢筋直径(mm)根数纵筋面积纵筋半径rs钢筋类型25.0 360.01767 0.75桩半径R(m)保护层(cm)砼抗压设计值fcd钢筋抗拉设计值fsd假设xo/2r钢筋弹模0.8 5138002800000.660 200000.0 查表计算偏心距ABCDe01.6827 0.6635 0.8766 1.5933 0.4045 1(大于1取1)2(大于1取1)偏心增大系数计算偏心否?实际偏心距误差-0.10%0.905 1.000 1.021 1 0.4049 -0.103%抗力外力满足配筋率轴力(kN)弯矩(kNm)轴力(kN)弯矩(kNm)16242.3 6570.1 10421.3 4307.7 0.0088 第二种情况下墩身截面强度计算：圆形截面偏压公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62-2004)第5.3.9条弯矩设计值Md(kNm)轴力设计值Nd计算长度lo安全系数0混凝土标号2932.88 10629.97 4.641.1钢筋直径(mm)根数纵筋面积纵筋半径rs钢筋类型25.0 360.01767 0.75桩半径R(m)保护层(cm)砼抗压设计值fcd钢筋抗拉设计值fsd假设xo/2r钢筋弹模0.8 5138002800000.780 200000.0 查表计算偏心距ABCDe02.0617 0.6061 1.5482 1.1787 0.2748 1(大于1取1)2(大于1取1)偏心增大系数计算偏心否?实际偏心距误差-0.38%0.681 1.000 1.023 1 0.2759 -0.385%抗力外力满足配筋率轴力(kN)弯矩(kNm)轴力(kN)弯矩(kNm)20647.4 5674.8 11693.0 3300.3 0.0088 2.墩底截面裂缝宽度计算 由于横桥向抗弯刚度较大，因此横桥向裂缝在此不做验算。竖向力:1.0*恒载+0.7*活载(短期组合)或者+0.4*活载(长期组合)弯矩(短期组合):0.7*摩阻力 Ns（KN）Nl（KN）Ms（KNm）(纵横向合并)8040.23 7544.79 2109.97圆形偏心受压截面裂缝宽度计算基本参数Ms（KNm）Ns（KN）Nl（KN）d（mm）C1=As/(r2)2109.97 8040.23 7544.79 25.0 1.0 0.0054 C2ss=59.42*Ns/(r2fcu,k)*(2.80*se0/r-1)-1.65*-2/3-91.2 不需验算裂缝1.47 Wfk=C1C20.03+ss/Es*(0.004*d/+1.52c)OK故墩底截面强度和裂缝满足要求。五、单桩承载力及桩身强度