米简支粱埋置式桥台计算

40米简支T粱埋置式桥台计算一、设计资料桥台一般构造，见桥台一般构造图。图略2．桥台台帽、背墙、耳墙、肋板采用C30混凝土，承台、桩基采用C25混凝土。C30混凝土的弹性模量Ec＝3.00×104Mpa，C30混凝土的强度设计值fcd＝13.8Mpa，C25混凝土的弹性模量Ec＝2.80×104Mpa，C25混凝土的强度设计值fcd＝11.5MPa。3．采用HRB335级钢筋，钢筋的抗拉强度标准值fsk＝335Mpa，钢筋的抗拉强度设计值fsd＝280Mpa。4．桥台计算不考虑风力及活载横向偏心影响，因为它们对桥台受力影响小。5．上部结构：40米装配式预应力混凝土简支T梁。路基为双幅宽度24.5米，单幅桥宽11.75米。6．桥台填土高度10米。二、台身顶、底的台后土压力1．台身顶的土压力（1）台后有活载的等代土层厚度为：h=∑G/（BL0γ）(JTGD60－20044.3.4－1)式中γ－土的重量密度，18KN/m3∑G－布置在B×L0面积内的车轮的总重力（KN）（桥宽范围布3列车）∑G＝2×140×3×0.78＝655.2KNL0－桥台台后填土的破坏棱体长度（m）L0＝H×tgθtgθ＝－tgω+sqrt((ctgφ+tanω)+(tgω-tgα))式中α－台背与竖直线夹角，α＝00；φ－填土内摩擦角，取φ＝300；δ－台背与土的摩擦角，取δ＝1/2φ＝150；ω－α＋φ＋δ＝00+300+150=450tgθ＝－tg450+sqrt((ctg300+tan450)+(tg450-tg00))＝0.6529H为台帽背墙顶至台帽底的高度，H＝3.98mL0=3.98×0.6529=2.599mB－桥台横向全宽，B＝12.24mh＝∑G/（BL0γ）＝655.2/（12.24×2.599×18）＝1.144m（2）土压力系数按规范JTGD60－2004的式4.2.3－5为上式β为填土表面与水平面夹角，β＝0，其余符号意义见前述。（3）一般桥台台后土考虑主动土压力：台身顶截面的验算，是台后土压力控制设计，也就是说，顺时针方向弯矩控制设计，台后土压力越大，对台身顶截面愈为不利。土层特性无变化但有汽车荷载作用时，作用在桥台台后的主动土压力在β＝0时，主动土压力的着力点自计算土层底面算起，其引起的台身顶的土压力弯矩M＝827.185×2．台身底的台后土压力对于台身底截面验算来说，系恒载及活载的反时针方向的竖直力偏心弯矩控制设计。这就是说，在求计算台身底的台后土压力时，其弯矩方向为顺时针方向，其值愈小对截面愈为不利。所以，在计算台后土压力时，不考虑台后破坏棱体上有活载。即车辆荷载等代土层厚度h为零。（1）台帽背墙高度范围内土压力计算土层特性无变化且无汽车荷载时，作用在桥台台后的主动土压力为：对台身底的力臂C＝10-3.98×2/3＝7.347m对台身底的弯矩M＝525.239×(2)台身两肋高度范围内土压力台身每一肋的土压力计算宽度按规范JTGD60－2004式4.2.3－10计算两肋为2×1.7＝3.4m。D为肋的宽度1.2m，n为肋的根数2。E＝E2－E1＝921.06-145.90＝775.16KN对台身底力臂为对台身底弯矩为M=775.16×三、基础底的台后土压力基础底截面与台身底截面一样，系恒载及活载的反时针方向的竖直力偏心弯矩控制设计，故计算台后土压力时，因产生顺时针方向弯矩，其值愈小对截面愈为不利。所以在计算台后土压力时，不考虑台后破坏棱体上有活载，即车辆荷载的等代土层厚度h为零。（1）台帽背墙高度范围内土压力计算土层特性无变化且无汽车荷载时，作用在桥台台后的主动土压力为：对台身底的力臂C＝10+2-3.98×2/3＝9.347m对台身底的弯矩M＝525.239×(2)台身两肋高度范围内土压力台身每一肋的土压力计算宽度按规范JTGD60－2004式4.2.3－10计算两肋为2×1.7＝3.4m。D为肋的宽度1.2m，n为肋的根数2。E＝E2－E1＝921.06-145.90＝775.16KN对台身底力臂为对台身底弯矩为M=775.16×(3)桥台基础范围的土压力按设计要求承台埋入地面，即承台顶位于地面线上，前后土压力相抵，不再计算。四、台身底的台前土压力台前土压力按主动土压力计算，采用规范JTGD60－2004式4.2.3－4式中γ－土的重量密度，18KN/m3H－台身底以上台身高度，10-3.98＝6.02mb－台身两肋计算宽度，b=2×1.7＝3.4m－台肋前缘与竖直线交角。＝arctg(3.5-1.4)/6.02＝19.230－台前溜坡与水平线夹角。＝－arctg(1/1.5)=-33.690；－土的内摩擦角。＝300；－土的外摩擦角。＝/2＝300/2＝150。E的竖向分力Ev＝320.488×sin(+)＝320.488×sin(19.230+150)＝180.28KNE的水平分力Eh＝320.488×cos(+)＝-320.488×cos(19.230+150)＝-264.975KN（逆时针方向）Ｅ的竖向分力对台身底的力臂：C=3.5/2-6.02/3×tg19.230=1.05mＥ的竖向分力对台身底的弯矩：M=180.28×Ｅ的水平分力对台身底的力臂：C=6.02/3=2.007mＥ的水平分力对台身底的弯矩：M=-264.975×五、基础底台前土压力台身部分土压力对基础底弯矩Mv＝180.28×（1.05+（6.5/2-（3.5/2+1.75）））＝180.28×Mh＝-264.975×（2.007+2）＝-264.975×2．基础部分土压力基础埋入土中，前后土压力相平衡，不再计算。六、台后、台前土压力汇总土压力汇总台身底基础底土压力台后土压力台帽525.2477525.2477台身775.1644775.1644台前土压力台身竖直分力180.28180.28水平分力-264.9775-264.9775合计(KN)竖直分力180.28180.28水平分力1035.43361035.4336土压力弯矩台后土压力台帽3858.9994909.4884台身1998.37733548.7001台前土压力台身竖直分力189.2944144.2244水平分力-531.8005-1061.7755合计(KN.mm)5514.85527540.6554七、恒载1上部结构恒载上部恒载反力：793.4×2+857.5×3＝4159.3KN上部恒载对台身顶偏心力矩：（0.58+0.5）-0.2-0.7＝0.18m上部恒载对台身顶偏心弯矩：4159.3×上部恒载对台身底偏心力矩：（0.58+0.5）-0.2-3.5/2＝-0.87m上部恒载对台身底偏心弯矩：4159.3×上部恒载对基础底偏心力矩：（0.58+0.5）-0.2+1.75-6.5/2＝-0.62m上部恒载对基础底偏心弯矩：4159.3×2．下部结构恒载名称体积(m3)重力(KN)基础底中心力臂臂(m)偏心弯矩(KNN.m)翼墙4.139107.6144-3.052-328.4338牛腿2.58367.158-1.876-125.9888背墙15.790410.54-1.45-595.2883挡块0.45511.83-0.55-6.507台帽30.84488801.9655-0.8-641.5772桥头搭板8.218213.6688-1.9-405.9669台身20.22722525.9077-0.8-420.722615.17044394.430.6236.6588合计基础底4558.5112-2287.88253．桥台基础承载土重力名称体积(m3)重力(KN)对基础底中心偏偏心距(m)偏心弯矩(KNN.m)台后襟边土重力力75.7001362.6-2.475-3372.44356.02108.36-1.6-173.3776台前襟边及台肋肋前坡上面面的土重15.17044273.06771.3354.987731.875573.752.6251506.0994横桥向两肋身之之间及两外外侧襟边上上土重力54.782986.07660.25246.519938.829698.922200合计4002.7775-1438.2211八、活载本桥为钢筋混凝土台帽及钢筋混凝土双肋台身，计入冲击系数。公路I车辆荷载重车2×140＝280KN，冲击系数计算：结构基频：对于肋板Kg/mE=3.00×104Mpa＝3.00×1010N/m2Ic＝1.2×2.453/12＝1.4706m4L=6.02m=0.45R=2×140×3×0.78×1.45＝950.04KN活载对顶偏心力矩：（0.58+0.5）-0.2-0.7＝0.18m活载对台身顶偏心弯矩：950.04×活载对台身底偏偏心力矩：：（0.588+0.55）-0.22-3.55/2＝-0.887m活载对台身底偏偏心弯矩：：950..04×((-0.887)＝-8266.5355KN.mm活载对基础底偏偏心力矩：：（0.588+0.55）-0.22+1.775-6..5/2＝-0.662m活载对基础底偏偏心弯矩：：950..04×((-0.662)＝-8599.0255KN.mm九、摩阻力摩阻力：41559.3××0.066＝249..558KKN摩阻力对台身顶顶偏心力矩矩：0.255+1.44＝1.655m摩阻力对台身顶顶偏心弯矩矩：249..558××1.655＝411..771KKN.m摩阻力对台身底底偏心力矩矩：1.655+6.002＝7.677m摩阻力对台身底底偏心弯矩矩：249..558××7.677＝19144.1100KN.mm摩阻力对基础底底偏心力矩矩：7.677+2＝9.677m摩阻力对基础底底偏心弯矩矩：249..558××9.677＝24133.2266KN.mm十、台身顶、底底及基础底底截面的作作用力汇总总作用力台身顶台身底基础底土压力竖直力（KN）180.28180.28水平力（KN）827.18551035.43361035.4336弯矩（KN.MM）1297.85535514.85527540.6554上部结构恒载竖直力（KN）4159.34159.34159.3弯矩（KN.MM）748.6744-3618.5591-2578.7766下部结构恒载竖直力（KN）1612.77752533.11124558.5112弯矩（KN.MM）-813.5337-2921.1101-2287.8825基础承载土重竖直力（KN）4002.7775弯矩（KN.MM）-1438.2211活载竖直力（KN）950.04950.04950.04弯矩（KN.MM）171.0077-826.5335-589.0225摩阻力水平力（KN）249.5588249.5588249.5588弯矩（KN.MM）411.77111914.1112413.2226十一、台身顶、底底及基础底底的截面验验算1．台身顶截面验验算竖直力：=1.00×（1.2×（41599.3+11612..775）+1.44×9500.04）=82556.5446KN弯矩：=1.00×（1.2×（748..674--813..537）+1.44×12997.8553+1..4×1771.0007+0..8×1..4×4111.7771）=24339.7552KN..m2．台身底截面验验算竖直力：=1.00×（1.2×（41599.3+22533..112）+1.44×1800.28++1.4××950..04）=96113.3442KN弯矩：=1.0××（1.2×（-36118.5991-29211.1011）+1.00×55114.8552+1..4×（-8266.5355）-0.88×1.44×19114.111）=-56633.7731KNN.m3．基础底截面验验算竖直力：=1