10M跨普通钢筋混凝土梁下部结构计算书(下部)(总14页)

1、计计 算算 书书工程名称 昆山浦东软件园生活区市政工程 单体名称 规划八号桥 规划十一号桥 工程编号 10SZ06 专 业 桥 梁 设计阶段 施工图 页 数 共 16 页 目录目录1 1 工程说明工程说明 . 12 2 设计标准设计标准 . 12.1 设计标准. 12.2 设计规范. 13 3 设计参数设计参数 . 23.1 混凝土各项力学指标见表. 23.2 普通钢筋. 24 4 结构荷载计算结构荷载计算 . 25 5 水平荷载水平荷载 . 56 6 荷载组合荷载组合 . 67 7 效应组合效应组合 . 67.1 承载能力极限状态. 67.2、正常使用极限状态短期组合. 98 8 截面验算截

2、面验算 . 99 9 桩基础计算桩基础计算 . 111010 补充补充 . 121 1 工程说明工程说明本上部结构采用单跨10m普通钢筋混凝土简支梁。桥面宽度为:0.3m(栏杆)+1.5m(人行道)+5.0m（车行道）+1.5m (人行道)+0.3米(栏杆)。下图是桥梁横断面布置图。2 2 设计标准设计标准2.1 设计标准1、设计荷载：公路-II 级；2、行车道数：1 车道；3、人群荷载：按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）取用。2.2 设计规范1、公路工程技术标准 （JTG B01-2003）2、公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土

3、桥涵设计规范 （JTG D62-2004）4、公路桥涵施工技术规范 （JTJ 041-2000）5、公路桥涵地基与基础设计规范 (JTG D63-2007）6、混凝土结构耐久性设计规范 （GB/T50476-2008）7、上海市工程建设规范地基基础设计规范 （DGJ08-11-2010）8 、城市桥梁设计荷载标准 （CJJ 77-98）3 3 设计参数设计参数3.1 混凝土各项力学指标见表 强度等级项目C25C30C40弹性模量（MPa）EC280003000032500剪切模量（MPa）GC112001200013000泊桑比 VC0.200.20.20轴心抗压强度标准值（MPa） fCK1

4、6.720.126.80轴心抗拉强度标准值（MPa） ftK1.782.012.40轴心抗压强度设计值（MPa） fCd11.513.818.40轴心抗拉强度设计值（MPa） ftd1.231.391.65热膨胀系数0.000010.000010.000013.2 普通钢筋采用 R235、HRB335 钢筋：直径 825mm弹性模量：R235 :210000 Mpa/ HRB335 :200000 Mpa抗拉强度标准值：R2355 235 Mpa/ HRB335: 335 Mpa热膨胀系数：0.000012 钢筋种类项目R235HRB335HRB400抗拉强度标准值 （MPa）skf23533

5、5400抗拉强度设计值 （MPa）sdf195280330抗压强度设计值 （MPa）sdf 195280330弹性模量 Ec（105MPa）2.12.02.0相对界限受压区高 b（C50 以下）0.620.560.534 4 结构荷载计算结构荷载计算4.1 恒载1、10m 钢砼梁梁体重梁体截面尺寸，从CAD图上得到截面的面积中梁为0.301325m2、边梁为0.361375m2。中梁梁重：0.3164259.9625=78.79KN（包含铰缝）边梁梁重：0.3689259.9625=91.86KN（包含铰缝）2、单片主梁铺装层：(0.06523+0.088.625)9.96/8=30.00KN

6、3、人行道断面截面积=0.2956m2人行道总重=0.2956259.96=73.60KN，平均作用人行道下面的两块空心板上。4、栏杆：（0.2225）/1.99.96=28.83KN，作用在人行道边板上。对于空心板梁、由于支点密集，上部结构梁体重量与铺装层重量可以当作均布荷载施加在台帽上。人行道和栏杆也可当作均布荷载施加在相应的范围内。因此：上部结构梁体换算均布荷载=（656.46+240）/8=112.06KN/m(8m 梁体范围内)栏杆与人行道均布荷载=（73.60+28.83）/1.8=56.91KN/m (1.8m 梁体范围内)）5、台后搭板(一块):50.45.98+0.09375

7、(0.75/2+0.25)225/2+50.065.9823/2=171.60(kN)My=343.190.8/2=137.28(kNm)6、桥台台帽：(11.87660.4+5.6713680.8+0.21965)25=259.64(kN)台身：5.18.625=1096.50(kN)翼墙：3.54420.3+(1.6-0.3)/2252=168.35(kN)承台：3.01.08.625=645(kN)上部构造恒载反力:Pk=（78.796+91.862+240+73.60+28.83）/2=499.45(kN)My=PkeR=499.450.01=4.99(kNm)4.2 土压力计算=11

8、，填土内摩擦角=35，台背与填土间的外摩擦角=/2=17.5，台后填土水平=0。1、台后填土表面无车辆荷载时土压力计算台后填土自重所引起的 主动土压力计算式为：2/2aaBHE由勘探报告得，台后填土=18kN/m3，B 为桥台宽度取 8.6m，H 为自填土表面的距离，等于 6m;为主动土压力系数。a=0.422222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosa=18628.60.422/2=1175.86(kN)Ea其水平向分力：=1175.86cos28.5=1033.37(kN)cos(EEaax离基础底面的距离：ey=6/3=2(m)对基底形心轴的力矩：Mex=

9、-1033.372=-2066.74(kN)其竖向分力：=1175.86sin28.5=561.07(kN)sin(EEaay作用点离基底形心轴的距离: ex=3/2-0.49=1.01(m)对基底形心轴的力矩：Mey=561.071.01=566.68(kN)2、台后填土表面有汽车荷载时由汽车荷载转换的等代均布土层厚度0BlGh其中=63.5) )tan)(tantan(cottan(tan0HHl得l0=60.488=2.928(m)在破坏棱体长度范围内只能放一列车，故=140+140=280（kN）G h=0.618（m）台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下所引起的土压力：=1418.

10、09（kN）aaBHhHE)2(21其水平向分力：=1246.24（kNm）)cos(aaxEE作用点离基础底面的距离：ey=6(6+30.618)/3(6+20.618)=2.17(m)对基底形心轴的力矩：Mex=-1246.242.17=-2704.34(kNm)竖直向分力：=676.65（kNm）)sin(aayEE作用点离基础底面的距离：ey=3/2-0.53=0.97(m)对基底形心轴的力矩：Mex=676.650.97=656.35(kNm)4.3 汽车活载汽车荷载按公路-II 级计算，按顺桥向移动荷载，求出支座可变荷载的支反力最大值。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-20

11、04），对于集中荷载标准值按以下规定选取：桥梁计算跨径小于 5m 时，Pk=180kN；桥梁计算跨径等于或大于 50m 时,Pk 值采用直线内插求得。Pk=+1800.75=148.98（kN）)566. 9(550180360qk=10.50.75=7.875（kN/m）4.4 支座荷载反力计算支座反力计算考虑如下两种情况1、台后无荷载，车道荷载作用在桥上汽车荷载支座反力：Rq=148.981.2+0.517.8759.66=216.81(kN)人群荷载支座反力：Rr=3.59.663/2=50.72(kN)支座反力作用点距离：1.51-3/2=0.01(m)对基底形心轴的力矩：MR1=(2

12、16.81+50.72)0.01=2.68(kNm)3、台后桥上均有荷载，车辆荷载作用在台后汽车荷载支座反力：Rq=0.517.8759.66=38.04(kN)人群荷载支座反力：Rr=3.59.663/2=50.72(kN)对基底形心轴的力矩：MR1=(38.04+50.72)0.01=0.89(kNm)5 5 水平荷载水平荷载1、汽车制动力重力式墩台不计冲击系数。制动力按车道荷载标准在加载长度上计算的总重力的 10%计算，其公路-II 级汽车荷载的制动力标准不小于 90kN。HT=(148.98+7.8759.56)10%=22.43(kN)故制动力取 HT=90kN。本桥支座顶面至基底高

13、度为 0.028+0.05+0.686+4.6=5.364m2、温度力求温度零点距 0 号台距离:由于各桥台刚度相同，故温度零点为距桥台 4.98m。1）每个支座的抗推刚度=0.0177(m2)2rFmKNnhFGK/1011416028. 010000177. 0式中：G=1000(橡胶支座的剪切模量，来源于公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）第 8.4.1 条； 2）桥台温度力P=4.98(桥台至零点距离)0.00001（线膨胀系数）20（温差）10114(桥台支座)=10.07KN6 6 荷载组合荷载组合根据实际可能出现的荷载情况，可按以下情况进行组合：桥

14、上有车道荷载，台后无荷载；桥上无荷载，台后有车辆荷载进行台身截面验算和桩基承载力验算，其荷载组合见下表： 荷载组合计算表荷载组合计算表公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有车道荷载,台后有车辆荷载载桥无载,台后有车辆荷载力(kN)499.45499.45499.45力臂(m)0.010.010.011上部恒载弯矩(kNm)4.994.994.99力(kN)2169.492169.492169.49力臂(m)0.09480.09480.09482台身荷载弯矩(kNm)205.67205.67205.67力(kN)316.37205.640力臂(m)0.010.010.013上

15、部活载反力弯矩(kNm)2.680.890力(kN)171.60171.60171.60力臂(m)0.80.80.84台后搭板弯矩(kNm)137.28137.28137.28力(kN)水平:1033.37竖直:561.07水平:1246.24竖直:676.65水平:1246.24竖直:676.65力臂(m)ey=2 ex=1.01ey=2.17 ex=0.97ey=2.17 ex=0.975台后土压力弯矩(kNm)Mx=-2066.74My=566.68Mx=-2704.34My=656.35Mx=-2704.34My=656.35力(kN)909090力臂(m)5.3645.3645.36

16、46制动力弯矩(kNm)482.76482.76482.76力(kN)10.0710.0710.07力臂(m)5.3645.3645.3647温度力弯矩(kNm)54.0254.0254.02水平力(kN)1133.441346.311346.31竖直力(kN)3669.143538.333516.898组合弯矩(kNm)-612.66-1162.38-1163.277 7 效应组合效应组合7.1 承载能力极限状态 组合效应式及组合分项系数如下：SUd=（）0QjknjQjCQikQiGikniGiSSS11 永久荷载作用分项系数：2 . 1Gi汽车荷载(含冲击力)作用分项系数：4 . 1qi

17、1、台身顶截面台身顶截面承载能力极限状态基本组合内力表公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有车道荷载,台后有车辆荷载载桥无载,台后有车辆荷载力(kN)499.45499.45499.451上部恒载弯矩(kNm)4.994.994.99力(kN)259.64259.64259.642台身荷载弯矩(kNm)54.2654.2654.26力(kN)216.8138.0403汽车弯矩(kNm)2.170.380力(kN)50.7250.7204人群弯矩(kNm)0.510.510力(kN)171.60171.60171.605台后搭板弯矩(kNm)137.28137.28137.2

18、8力(kN)水平:56.26竖直:30.55水平:105.93竖直:57.52水平: 105.93竖直: 57.526台后土压力弯矩(kNm)-11.43-32.21-32.21力(kN)9090907制动力弯矩(kNm)68.7568.7568.75力(kN)10.0710.0710.078温度力弯矩(kNm)7.697.697.69水平力(kN)156.33206206竖直力(kN)1513.831295.911185.859组合弯矩(kNm)264.22241.64240.762、台身变截面台身变截面承载能力极限状态基本组合内力表公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有

19、车道荷载,台后有车辆荷载载桥无载,台后有车辆荷载力(kN)499.45499.45499.451上部恒载弯矩(kNm)-130.86-130.86-130.86力(kN)1025.521025.521025.522台身荷载弯矩(kNm)-111.99-111.99-111.99力(kN)216.8138.0403汽车弯矩(kNm)-56.80-9.970力(kN)50.7250.7204人群弯矩(kNm)-13.29-13.290力(kN)171.60171.60171.605台后搭板弯矩(kNm)90.6090.6090.60力(kN)水平:506.35竖直:274.92水平:655.36竖

20、直:355.83水平: 655.3竖直: 355.836台后土压力弯矩(kNm)-576.03-860.60-860.60力(kN)9090907制动力弯矩(kNm)320.76320.76320.76力(kN)10.0710.0710.078温度力弯矩(kNm)35.8935.8935.89水平力(kN)606.42755.43755.43竖直力(kN)2726.132572.942462.889组合弯矩(kNm)-441.72-679.46-655.343、台身底截面台身底截面承载能力极限状态基本组合内力表公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有车道荷载,台后有车辆荷载载

21、桥无载,台后有车辆荷载力(kN)499.45499.45499.451上部恒载弯矩(kNm)-19.98-19.98-19.98力(kN)1356.141356.141356.142台身荷载弯矩(kNm)150.26150.26150.26力(kN)216.8138.0403汽车弯矩(kNm)-8.67-1.520力(kN)50.7250.7204人群弯矩(kNm)-2.03-2.030力(kN)171.60171.60171.605台后搭板弯矩(kNm)128.70128.70128.70力(kN)水平:717.62竖直:389.63水平:895.01竖直:485.95水平:895.01竖直

22、:485.956台后土压力弯矩(kNm)-874.24-1256.91-1256.91力(kN)9090907制动力弯矩(kNm)392.76392.76392.76力(kN)10.0710.0710.078温度力弯矩(kNm)43.9543.9543.95水平力(kN)817.69995.08995.08竖直力(kN)3260.523125.833015.779组合弯矩(kNm)-189.25-564.77-561.224、截面中心荷载公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有车道荷载,台后有车辆荷载载桥无载,台后有车辆荷载1台身顶截面竖直力(kN)1513.831295.9

23、11185.852台身变截面竖直力(kN)2726.132572.942462.883台身底截面竖直力(kN)3260.523125.833015.777.2、正常使用极限状态短期组合按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）要求，验算正常使用极限状态抗裂性使用短期效应要求，组合式按下式计算： SSd=QjknjjGikniSS1)2(11用于短期组合短期组合的汽车荷载作用频遇值系数：7 . 011、截面中心荷载公路-II 级序号荷载作用情况计算项目桥有载,台后无载桥有车道荷载,台后有车辆荷载载桥无载,台后有车辆荷载1台身顶截面竖直力(kN)1212.811126.23988.212台

24、身变截面竖直力(kN)2223.062179.132052.43台身底截面竖直力(kN)2668.392639.872513.148 8 截面验算截面验算从台身各控制断面内力组合表中，可以得出控制台身承载能力极限强度设计的最大内力，如下表：1台身顶截面竖直力(kN)1212.812台身变截面竖直力(kN)2223.063台身底截面竖直力(kN)2668.39经过估算，台前侧采用 5812HRB335 钢筋，台背采用 5816HRB335 钢筋。1、垂直与弯矩作用平面的承载力 Nuo(Nuo=0.9*(fcd*A+fsd*As)计算:(MPa)cdfA(m2)(MPa)sdf As(m2)Nuo

25、(kN)顶截面1.011.58.62800.018229360.14变截面1.011.513.282800.0182214203.94底截面1.011.519.182800.0182220310.44、弯矩作用平面的承载力 Nux 计算项目eox(m)hoho12增大系数 es (m)es(m)梁上有载,台后无载0.16870.960.961110.6287-0.2913梁上车道荷载,台后车辆荷载0.17850.960.961110.6385-0.2815顶截面梁上无载,台后有载0.2030.960.961110.663-0.257梁上有载,台后无载0.16351.5041.5041110.8

26、955-0.5685梁上车道荷载,台后车辆荷载0.26351.5041.5041110.9955-0.4685变截面梁上无载,台后有载0.26611.5041.5041110.9981-0.4659梁上有载,台后无载0.05772.262.261111.1677-1.0523梁上车道荷载,台后车辆荷载0.17822.262.261111.2882-0.9318底截面梁上无载,台后有载0.18612.262.261111.2961-0.92393、偏心假定（先假定为大偏心）项目x (m)2*gb*ho偏心情况梁上有载,台后无载1.6090.080.5376xb*ho小偏心受压梁上车道荷载,台后车

27、辆荷载1.590.080.5376xb*ho小偏心受压顶截面梁上无载,台后有载1.5410.080.5376xb*ho小偏心受压梁上有载,台后无载3.3510.080.842xb*ho小偏心受压梁上车道荷载,台后车辆荷载3.5500.080.842xb*ho小偏心受压变截面梁上无载,台后有载3.5550.080.842xb*ho大偏心受压梁上有载,台后无载4.6470.081.266xb*ho小偏心受压梁上车道荷载,台后车辆荷载4.8870.081.266xb*ho小偏心受压底截面梁上无载,台后有载4.9030.081.266xb*ho小偏心受压4、偏心校验项目()(b)(c)受压区高x相对受

28、压区高偏心情况梁上有载,台后无载49.451.2030-4.80080.30000.3121小偏心受压梁上车道荷载,台后车辆荷载49.451.3938-4.82880.29870.3112小偏心受压顶截面梁上无载,台后有载49.451.8709-4.89890.29640.3088小偏心受压梁上有载,台后无载49.45-13.7174-6.40440.52440.3487小偏心受压梁上车道荷载,台后车辆荷载49.45-16.0019-6.11850.54900.3650小偏心受压变截面梁上无载,台后有载49.45-16.0613-6.11100.54960.3655小偏心受压梁上有载,台后无载

29、49.45-28.3796-10.25560.82520.3651小偏心受压梁上车道荷载,台后车辆荷载49.45-31.9750-9.91100.87550.3874小偏心受压底截面梁上无载,台后有载49.45-32.2106-9.88840.87890.3889小偏心受压5、Nux 计算项目sNux截面检查梁上有载,台后无载1031.5418674Nux2726.13设计截面弯矩满足梁上车道荷载,台后车辆荷载1036.8718522Nux2726.13设计截面弯矩满足顶截面梁上无载,台后有载1050.1218144Nux2726.13设计截面弯矩满足梁上有载,台后无载854.3842385Nux2726.13设计截面弯矩满足梁上车道荷载,台后车辆荷载786.5245546Nux2726.