中小桥下部结构计算(墩柱计算)苏交科

1、中小桥下部结构计算,2010年12月,（墩柱计算）,1、墩柱计算内容,内力计算 ：墩柱计算截面的弯矩和轴力。通用规范4.3 荷载组合 ：根据不同验算要求，分别进行承载能力组合及正常使用组合。通用规范4.1.64.1.7 偏心受压构件截面验算： 承载能力验算、正常使用验算,剪力：恒载、活载、制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩 作用等 弯矩：剪力引起的弯矩,恒载偏心引起弯矩 轴力：恒载、活载等,2、墩柱内力计算（ 通用规范4.3）,水平力计算,1、汽车制动力：,2、墩柱内力计算,水平力计算,2、支摩阻力：F=G*,如果水平力大于支摩阻力，按照支摩阻力取值,2、墩柱内力计算,水平力计算,3、体系升

2、降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配。,升降温引起的水平力： F=*Ki=*t*L*Ki=0.00001*t*L*Ki L-i墩距不动点的距离 Kii墩的刚度 t升降温差 收缩徐变可按照10计算，与降温进行不利效应叠加。,2、墩柱内力计算,水平力计算,4、离心力：,2、墩柱内力计算,水平力计算,5、地震力：,按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合,2、墩柱内力计算,水平力计算,6、其他荷载风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载,2、墩柱内力计算,竖直力计算,根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力。,2、墩柱内力计算,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,1、桥墩刚度计算,K墩=3*0.8

3、Ec*I/h3,桥墩刚度计算及水平力分配,计入桩土作用 ( m法 )：,简化不计桩土作用：,2、墩柱内力计算,2、板式橡胶支座刚度计算,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,3、刚度合成,支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配。,K合=K*Kr/(K+Kr),K、Kr分别是墩柱和支座刚度,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,其他计算荷载,1、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用 2、位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力。 3、顺桥向和横桥向弯矩组合,2、墩柱内力计算,规范基本规定,3、荷载组合,3、荷

4、载组合,规范基本规定,4、截面验算,桥墩承载力验算,按照偏心受压构件计算,桥墩承载力验算,4、截面验算,桥墩抗裂验算,4、截面验算,桥墩位移验算,85规范对桥墩位移有规定，现04规范取消，可参考85规范。,4、截面验算,4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩（d120），钻孔灌注桩基础（d150）。支座均采用板式橡胶支座。,空心板计算示例,5、计算示例,1、本例为4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座,墩柱基桩计算,桥墩刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,桥墩刚度计算考虑桩土作用,空心板计算示例,5、计算示例,柱顶水平

5、位移: delta = 0.0803m,2#墩 K=3*1000/0.0803=37359.9 kn/m,支座刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,墩柱刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,水平力计算,1、汽车制动力：,按照车道荷载计算： F=(4*20*10.5+240)*10%*3*0.78=252.7kN,且不小于 165*0.78*3=386.1kN,5、计算示例,空心板计算示例,水平力计算,2、温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱水平力计算,5、计算示例,空心板计算示例,验算截面（柱底截面）内力计算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱基桩计算,

6、采用手算或者软件计算，以桥博为例：,截面验算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱为一端固定一端自由，取为2L=10m,采用手算或者软件计算，以桥博为例：,截面验算,5、计算示例,空心板计算示例,配筋：,5、计算示例,空心板计算示例,抗震设防7度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求,构造要求：,5、计算示例,空心板计算示例,现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制。,构造要求：,5、计算示例,空心板计算示例,中小桥下部结构计算,2010年12月,（基桩计算）,1、基桩计算内容,桩身截面内力计算及截面验算 桩长计算,2、桩身截面内力计算及截面验算,计算内容和方法与墩柱相

7、同： 计算桩身的最大弯矩，一般在地面以下3m左右。提取该计算截面的内力进行配筋计算及截面验算。 均采用m法（详见桥涵地基与基础设计规范附录P）,2、桩身截面内力计算及截面验算,偏心受压构件，计算与墩柱一样。 桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考85地基规范:,2、桩身截面内力计算及截面验算,也可用有限元程序的土弹簧模拟桩土作用，具体可参考桥梁设计与计算书中及参考文献,2、桩身截面内力计算及截面验算,土弹簧刚度：K=b1*S*m*y b1-计算宽度 S桩单元长度 y单元深度,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基配筋,根据计算结果配筋，参考高指桩基设计指导意见： 摩擦桩： 1、第一批截断主筋深入

8、地下长度L，按L1=4/计算（为土中基础变形系数）， 2、最下层为素砼段，最大长度不超过8 倍桩径； 3、桩基沉淀层厚度：,嵌岩桩：桩基钢筋通长 沉淀层厚度：,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基配筋,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基检测：,桩长50m,可采用小应变方法检测。 桩长50m,采用声波透射动测法埋声测管： 桩径d180cm :3根 桩径d180cm :4根,注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管,桩顶反力计算（JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范）,3、桩长计算,注意：荷载系数为1.0，不是1.2or1.4，计入冲击系数0.3,3、桩长计算,注意： 1、考虑负摩阻

9、力。,2、考虑冲刷、河床变化等,3、桩长计算,摩擦桩,3、桩长计算,1、桩身自重与置算土重的差值，一般按照25-18=7kN/m3考虑 2、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，2=8kN/m3。对于饱和黏性土IL1时，考虑受浮力。在01间按照不利状态考虑。 3、如无土的详细资料，可偏保守计算取值。,摩擦桩,3、桩长计算,嵌岩桩,3、桩长计算,嵌岩桩,1、中风化岩作为嵌岩桩计算，强风化仍然作为摩擦桩计算。 2、单轴饱和抗压强度：,条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：,3、桩长计算,嵌岩桩,1、嵌岩深度按照规范5.3.5计算 2、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化差异、裂隙发育等不利因素，

10、可按照1.52d的嵌岩深度考虑。,嵌岩深度：,3、桩长计算,嵌岩桩,加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠,公路工程地质勘测规范（JTJ064-98）6.3.3条：,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m不等,北沟枢纽互通桥,中风化岩层,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m不等,北沟枢纽互通桥,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,北沟枢纽互通桥,3、桩长计算实

11、例,施工方法：冲击钻、人工挖孔等,钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少5m 设计桩长在1022m不等，嵌岩3m，现场结合钻孔情况进行了调整。,北沟枢纽互通桥,冲击钻,冲击钻,中小桥下部结构计算,2010年12月,（帽梁计算）,1、帽梁计算内容,帽梁截面内力计算 截面验算 持久状况承载能力极限状态下抗弯、抗剪能力计算，和持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算。,计算方法一：汽车荷载通过各梁进行传递至帽梁，并根据上部结构特点分布采用刚（铰）接板法等。桥梁通、BRGcap等均采用此方法。,2、 计算方法先纵向计算再横向,计算方法二：汽车荷载直接作用在盖梁上面，进行影响线加载。采用常规的杆系程

12、序计算即可。,2、 计算方法先纵向计算再横向,3、盖梁内力计算,规范规定,3、盖梁内力计算,规范规定,3、盖梁内力计算,规范规定（ ）,抗弯计算：,抗剪计算：,裂缝计算：,3、盖梁内力计算,规范规定（ ）,3、盖梁内力计算,其他,施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算,4、计算实例,本例为4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座,1、,4、计算实例,结构判别,根据规范8.2.18.2.3. 盖梁与柱的线刚度之比小于5，本例题按刚构计算。,4、计算实例,内力计算（桥博程序计算）,4、计算实例,内力计算 （桥博程序计算）,4、计算实例,内力计算（桥博程序计算）,4、计算实例,截面验算抗弯验算,4、计算实例,截面验算抗剪验算,抗剪截面验算：,抗剪承载力验算：,4、计算实例,截面验算裂缝验算,注意骨架钢筋对计算裂缝的影响,5、构造要求,纵筋,箍筋,5、构造要求,纵筋,箍筋,总结：,严格执行规范 理解规范的原理及出处 正确运用程序，结合手算并多个程序相互校核 设计不盲目抄袭，结合工程灵活运用,参考书目：,公路桥涵设计通用规范(JTG D602004) 公路钢筋砼及预应力砼