双柱式桥墩设计算例

1、桥梁工程课"设计班级：姓名：学号：指导老师：2013年6月目录一、设计资料3二、设计内容4三、具体设计41、墩柱尺寸拟定42、盖板设计52.1 永久荷载计算52.2 可变荷载计算7a,可变荷载横向分布系数计算：7b,可变荷载横向分布后各梁支点反力12c.各梁永久荷载、可变荷载反力组合:13d.双柱反力G3计算142.3 内力计算152.4 截面配筋设计与承载力校核182.5 按构造要求设置斜筋与箍筋193、桥墩墩柱设计203.1荷载计算21a.恒载计算21b.汽车荷载计算21c.双柱反力横向分布计算22d.荷载组合233.2截面配筋计算及应力验算234.钻孔桩计算264.1 荷载计算

2、264.2 桩长计算29四、A3图纸29公路钢筋混凝土桥墩设计1.以一座3孔预应力混凝土简支梁桥（面布置如图1）为设计背景，进行公路钢筋混凝土桥墩设计。2.3.图1桥梁立面布置图桥梁上部结构：标准跨径13m,计算跨径12.6m,梁全长12.96m。桥面净宽：净7+2X0.75m人行道，横断面布置：见图2（单位：厘米）。HiO网卜图2桥梁横断面布置图4. 上部结构附属设施包载：单侧人行道5kN/m,桥面铺装自己根据铺装厚度计算。5. 设计活载：公路I级6. 人群荷载：3kN/m27. 主要材料：主筋用HRB33与冈筋，其他用R235钢筋混凝土：混凝土为C408. 支座板式橡胶支座，摩擦系数f=0

3、.059. 地质水文资料10. 1）无流水，无冰冻。11. 2）土质情况：考虑墩底与基础固结，基础承载能力良好。:、设计内容（一）桥墩尺寸拟定（二）桥墩荷载及荷载组合计算（三）桥墩配筋（四）桥墩检算、具体设计1、墩柱尺寸拟定2、盖板设计2.1永久荷载计算1.上部结构永久荷载:人行道：5kN/m桥面铺装：为简化计算三角形区域取平均值。混凝土垫层平均高度:铺装总高度12cm铺装重量:=25x0J2=3KN/mT型梁：每片梁面积:5=0.18x1.5+0.1x1.6+0.04x14204868412025x04868=12每片边梁自重(kN/m)每片中梁自重(kN/m)一孔上部构造自重(kN)每一个

4、支座恒载反力(kN)15号2、3、4号1119kN1、5号2.3.4号20.0316.26126.2102.42、盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)1601002!()盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算截面编号分块自重(kN)弯矩(kN-m)剪力(kN)V左V右0-0(0.6+0.9)“0”5乂05x1,2x25=11.25-9x0.25-225工0.5+3=-2.62-11.25-11.251-1(0.9+L2)x0.5x0.5xL2x25=15-7578x0.5-9x1xO.5-j-3=-"10.5-27-272-2O.6xL2xl,2x25=2L6-28.8x0.8-108

5、xO.3-9xQ6十033)=-34.7-48.675.63-30.5xl,2xl.2x25=18124.2x0.537朝x1.05-19.8x0.559xL433=7.3X57.657.64-4L2xL6xL2x25=5746124,2x2.1-66.6xL85-48t6xL35-9x3=4500桥墩中心支反力F=69.3+43.8=124.2kN2.2可变荷载计算a,可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆发，非对称布置时用偏心受压法©公路一I级a.单车列，对称布置（图3）时：埼二根二0小=%=gx0.5625=0281%二1（0.4375十0.4379）=0.438b.双

6、车列。对称布置（图4）时:肌一小一x0.5632=0.266小=%=-(0437510,4379)=0.438哂=5(0.5938十0,5938)=0,594.160.T160160一一ItiO2号梁3号梁I号梁I0.56250.437510.43750.56251图3（尺寸单位：cnrj）1/3P/2P/2丽一1«0一130180-10.1号渠0.46K8t0.40S22号梁0.533R3号梁A号梁S号梁1K»10.().4062tU0*59121图4（尺寸单位：cm）c.单车列，非对称布置（图5）时P/2：180 咚 3。¥8。一吵172（尺寸单位：cmj）=

7、S/=2.102£，=2(L«/+3.20与:25,60,121x32“士+s=0200+o263旃0.463525.60=J_+“rJM=0.20040.131=0.3311525.60名-0.131=0.069457=1-0.263=-0.0635d.双车列，非对称布置（图5）时:已知:n-5e-0-55=-+0'5><3.2=02Go+o069=0.269525.6010.55x1.6.一>八上.4_=-=0.200+0.034=0,234525.60小=1二0.200孤二4-0.034=0.16645/7S=0.069=0J315人群荷载a

8、.两侧有人群,b.单侧有人群,q,=0m3-225（kN/m）对称布置时（图6）:q产H5=1-422r2-t4=4）.422%二°对称布置时（图6）:已知:n-2e=3.2+0,500=3.700图6（尺寸单位：cmj）则:3875*32n=-+-=020®0484=0,684525.6013.875XL6+=0*200+0*242=0*442525.60t)3=1=0.200T4=；-0242=-0.042t|5=-0.484二-0,284按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载的反力值（图7）10.210.4kNL(KJ0图7（尺寸单位：cm）公路-级双孔布载单列车

9、时:116x2x10.58=-P2210.4=342.7(JUV)双孔布载双列车时：2B=2x342.7=685.KW）单孔布置单列车时:H-+210.4=276.6(雨)单孔布载双列车时:2B=S53A(kN)人群荷载（图8）单孔满载时：0-2.25x|xLOO8x12,6=143JLV）（一侧）双孔满载时（一侧）:用+为=28.6（刷）出孔人养qA=2.25kft/>n单孔人俳L0OO图8（尺寸单位：cmj）b.可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为色二既取二现）,见表3各梁支点反力计算表3前我横向分布情况公路-II级向载（KN人群柿鼓（KN计算方法柿鼓布置横向分布系数刀单

10、孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法算单列行车公路-级41=044=0.28143=0.43842=0.28145=0276.6077.7121.277.70342.7096.3150.196.30双列行41=0.266553.1147.1()85.4182.3车公路-级42=0.43843=0.59444=0.43845=0.266242.3328.5242.3147.1300.2407.1300.2182.3人群荷载41=1.42242=-0.42243=044=-0.42245=1.42214.320.3-60-620.328.640.6-120-1240.6单列行车公

11、路-级41=0.46344=0.33143=0.20042=0.06945=-0.063276.6128.191.655.319.1-17.4342.7158.7113.468.523.6-21.6非对称布置按杠杆法算双列行车公级41=0.26942=0.23443=0.20044=0.16645=0.131553.1148.8129.4110.691.872.4685.4184.4160.4137.7113.889.8人群荷载41=0.68442=0.42243=0.20044=-0.04245=-0.28414.39.862.9-0.6-4.128.619.6125.8-1.2-8.2c.

12、各梁永久荷载、可变荷载反力组合:计算见表4,表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为:1+以=1+0.3=1.3编号福载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R5252.4204.8204.8204.8252.4公路-级双列对称237390.3529.2390.3237公路-双列非对称239.7208.5179148116.7人群对称40.6-120-1240.6人群非对称19.6125.8-1.2-8.21+®530583.1734583.15301+509607.1739.8593.9481.21+®532.7401.3383.8340.8409.71+518

13、425.3389.6351.6360.9kN)各梁永久荷载、可变荷载基本组合计算表（单位:表4d.双柱反力G计算（图9）,所引用的各梁反力见表5由上表可知对称荷载作用下两柱反力一致，非对称作用下左边柱子反力大双柱反力G计算表5荷载组合情况计算式反力(KN组合公路一级双列对称人群对称14.2(530X5.3+583.1X3.7+7342.1+583.1X0.5530X1.1)=1480.11480.1组合公路一级双列对称人群非对称142(5095.3+6073.7+740X2.1+594X0.5481.21.1)=1491.71491.7组合公路一级双列非对称人群对称14.2(532.7X5.3

14、+401.3X3.7+383.81150.92.1+340.8X0.5409.71.1)=1150.9组合公路一级双列非对称人群非对称14.2(518X5.3+425.3X3.7+389.62.1+351.6X0.5360.9X1.1)=1170.51170.5由表5可知，偏载左边的立柱反力最大(G1>G2),并由荷载组合时(公路一I级、双列非对称布置与人群对称组合)控制设计。此时G1=1491.7kN,G2=1439.3kN。1 .3内力计算2 .恒载加活载作用下各截面的内力(1)弯矩计算(图9)截面位置见图9示。为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中弯矩取用对称布置时

15、数值。按图9给出的截面位置，各截面弯矩计算式为：M©-=0MED-二-R1x0.50M©-二-R1x1.10M©-二-R1x1.60+G1x0.50M©-二-R1x3.20+G1x2.10R1.60图9(尺寸单位：m)各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6,注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。各截面弯夕!计算表3-24荷载组合情况墩柱反力(kN)梁支座反力(kN)各截间弯矩G1R1R2截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4组合公路-II级双列对称1480.1530583.1-265-583-107.9479.3组合公路-II级双列对称1491.7

16、509607.1-254.5-559.9-68.55532.4组合公路-II级双列非对称1150.9532.7401.3-266.4-586-276.970.2组合1170.5518425.3-259-569.8-243.6120公路-II级双列非对称(2)相当于最大弯矩时的剪力计算一般计算公式为：截面1-1:V左=0,V右=-RI截面2-2:丫左=丫右二虫1截面3-3:丫左=虫1,V右=GI-RI截面4-4:V：&=G1-R1,丫右=61丑1丑2截面5-5:丫左=61丑1丑2,V右=61丑1近2近3计算值见表7各截面剪力计算表7荷载组合情况墩柱反力G1kN梁支座反力(KN各截面剪力(KN截面0-0截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4R1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右