简支梁桥下部结构计算书

1、计 算 书工程名称： 设计编号：计算内容： 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31永久作用32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4五、桥台桩身内力计算51、桥台桩顶荷载计算52、桥台桩基变形系数计算53、m法计算桥台桩身内力6六、桥墩桩身内力计算61、桥墩墩柱顶荷载计算62、桥墩桩基变形系数计算73、m法计算桥墩桩身内力7七、桥台、桥墩桩基桩身强度校核81、桥台桩基桩身强度校核82、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

2、人群荷载：按城市桥梁设计规范(CJJ 11-2011)10.0.5条取用。2桥梁跨径及横断面布置跨径组合：3×13m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装配式先张法预应力空心板梁（使用中华人民共和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 (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C5

3、0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范(CJJ11-2011)公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D60-2004)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D60-2004)6 计算内容由于设计周期较短，设计时桥梁上部结构套用中华人民共和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

4、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：4.93×26+0.24×25=134.18kN边板：6.61×26+0.24×25=177.86kN(2)、二期恒载、单条铰缝：1.029×25=25.72kN、防水砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×25=32.5 kN、沥青砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×24=31.2kN、单侧单孔栏杆自重：8×13=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=317.75kN2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桥墩盖梁弯矩包络图

6、、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12C2516C25裂缝下缘8C2516C22桥台盖梁裂缝上缘11C2213C22裂缝下缘7C2213C20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，桥台桩基桩顶竖向荷载Nmax=2014.3kN。在桥台桩

7、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、桥台桩身内力计算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

8、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259.0190.0台后车辆荷载等产生的附加土压力310.0341.0汽车、人群荷载（含汽车冲击力）-42.4汽车制动力165214.5合计734-1156.5则桥台单桩桩顶水平力H=734/5=146.8kN，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.

9、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=1/64×3.1416×1.24=0.1018m4桩抗弯刚度EI=0.8ECI=0.8×3×107×0.1018=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=0.318/m桥台桩长h=31m，h=0.318×31=9.86>2.5，故桥台桩基可按弹性桩计算。3、m法计算桥台桩身内力桥台桩基内力采用m法计算，利用桥梁博士V3.3基础模块输出计算结果如下：单桩内力和位移效应输出坐标位移弯矩剪力土应力

10、0.000.0030-231.3146.80.0-1.550.0023-17.0122.514.1-3.100.0015133.769.918.6-4.650.0008198.115.915.6-6.200.0004191.4-22.39.1-7.750.0001140.4-39.72.6-9.30-0.000177.0-39.4-2.4-10.85-0.000125.5-25.9-5.9-12.40-0.00022.3-2.8-9.0-13.95-0.0002-0.0-0.0-10.5-15.50-0.0002-0.0-0.0-11.6-17.05-0.0002-0.0-0.0-12.8-1

11、8.60-0.0002-0.0-0.0-13.9-20.15-0.0002-0.0-0.0-15.1-21.70-0.0002-0.0-0.0-16.3-23.25-0.0002-0.0-0.0-17.4-24.80-0.0002-0.0-0.0-18.6-26.35-0.0002-0.0-0.0-19.8-27.90-0.0002-0.0-0.0-20.9-29.45-0.0002-0.0-0.0-22.1-31.00-0.0002-0.0-0.0-23.2六、桥墩桩身内力计算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

12、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=165×1.3/5=42.9 kN.m2、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=1/64×3.1416×1.24=0.1018m4桩抗弯刚度EI=0.8ECI=0.8×3×107×0.1018=2442902kN.地基土水平抗力系数的比例系数m=4000kN/m4桩墩桩基变形系数=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

13、l=2.1m，h=0.318×29.9=9.51>2.5，故桥墩桩基可按弹性桩计算。3、m法计算桥墩桩身内力桥墩桩基内力采用m法计算，利用桥梁博士V3.3基础模块输出计算结果如下：冲刷线以下单桩内力和位移效应输出坐标位移弯矩剪力土应力0.000.0018112.233.00.0-1.490.0011155.121.26.7-2.990.0006170.6-0.77.4-4.480.0003155.0-19.34.8-5.980.0001118.2-28.21.3-7.47-0.000075.3-27.8-1.3-8.97-0.000138.1-21.3-2.8-10.47-0.

14、000114.3-12.3-3.1-11.96-0.00012.7-3.5-2.8-13.45-0.00010.00.0-2.8-14.95-0.00010.00.0-3.1-16.45-0.00010.00.0-3.4-17.94-0.00010.00.0-3.7-19.43-0.00010.00.0-4.1-20.93-0.00010.00.0-4.4-22.42-0.00010.00.0-4.7-23.92-0.00010.00.0-5.0-25.41-0.00010.00.0-5.3-26.91-0.00010.00.0-5.6-28.40-0.00010.00.0-5.9-29.90

15、-0.00010.00.0-6.2七、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内力计算可知，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。由于在前述单桩竖向反力及m法计算桩身内力时，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=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 8.8m。计算过程详见下表：结构重要性系数01.1轴向力设计值Nd2014.3 kN弯矩设计值Md289.1 kN.m偏心距e0144 mm圆

16、形截面半径r600 mm纵向钢筋所在圆周半径rs514 mmg0.857 混凝土轴心抗压强度设计值fcd13.8MPa纵向钢筋抗压强度设计值f'sd330MPa纵向受压钢筋根数n20纵向受压钢筋直径d22mm纵向钢筋配筋率0.67%构件计算长度l08.8m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h01114 mm荷载偏心率对截面曲率的影响系数10.548 构件长细比对截面曲率的影响系数21.000 偏心距增大系数1.163 系数A2.2450 系数B0.5519 系数C1.8029 系数D1.0139 轴向承载力Nu12593.0 kN轴向承载力满足要

17、求抗弯承载力Mu2061.3 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内力计算可知，桥墩桩基受力控制截面位于冲刷线以下2.99m处，该截面弯矩Md=170.6kN.m，竖向力由于在前述单桩竖向反力及m法计算桩身内力时，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 10.28m。计算过程详见下表：结构重要性系数01.1轴向力设计值Nd2380.7kN弯矩设计值Md213.3kN.m偏心距e090mm圆形截面半径r600 mm纵向钢筋所在圆周半径rs514 mmg0.857 混凝土轴心抗压强度设计值fc