简支梁桥下部结构计算书Word文档格式.docx

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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Φs15.2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》（JTGD60-2004）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD60-2004）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD60-2004）

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×

25=177.86kN

（2）、二期恒载

①、单条铰缝：

1.029×

25=25.72kN

②、防水砼铺装（单片板梁宽度）：

0.1×

1×

13×

25=32.5kN

③、沥青砼铺装（单片板梁宽度）：

24=31.2kN

④、单侧单孔栏杆自重：

8×

13=104kN

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=317.75kN

2．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、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

12C25

16C25

下缘

8C25

16C22

桥台盖梁

11C22

13C22

7C22

13C20

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1～4。

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

259.0

190.0

台后车辆荷载等产生的附加土压力

310.0

341.0

汽车、人群荷载（含汽车冲击力）

-42.4

汽车制动力

165

214.5

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=1.2m，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×

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，αh=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

0.00

0.0030

-231.3

146.8

0.0

-1.55

0.0023

-17.0

122.5

14.1

-3.10

0.0015

133.7

69.9

18.6

-4.65

0.0008

198.1

15.9

15.6

-6.20

0.0004

191.4

-22.3

9.1

-7.75

0.0001

140.4

-39.7

2.6

-9.30

-0.0001

77.0

-39.4

-2.4

-10.85

25.5

-25.9

-5.9

-12.40

-0.0002

2.3

-2.8

-9.0

-13.95

-0.0

-10.5

-15.50

-11.6

-17.05

-12.8

-18.60

-13.9

-20.15

-15.1

-21.70

-16.3

-23.25

-17.4

-24.80

-18.6

-26.35

-19.8

-27.90

-20.9

-29.45

-22.1

-31.00

-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作用于墩柱顶。

单个墩柱承担的制动力Fbk=165/5=33kN

制动力在墩柱顶产生的弯矩M=165×

1.3/5=42.9kN.m

2、桥墩桩基变形系数计算

桩墩桩基计算宽度b1=kkf（d+1）=1.98m

桩墩桩基变形系数

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l=2.1m，

αh=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

0.0018

112.2

33.0

-1.49

0.0011

155.1

21.2

6.7

-2.99

0.0006

170.6

-0.7

7.4

-4.48

0.0003

155.0

-19.3

4.8

-5.98

118.2

-28.2

1.3

-7.47

-0.0000

75.3

-27.8

-1.3

-8.97

38.1

-21.3

-10.47

14.3

-12.3

-3.1

-11.96

2.7

-3.5

-13.45

-14.95

-16.45

-3.4

-17.94

-3.7

-19.43

-4.1

-20.93

-4.4

-22.42

-4.7

-23.92

-5.0

-25.41

-5.3

-26.91

-5.6

-28.40

-29.90

-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γ0

1.1

轴向力设计值Nd

2014.3

kN

弯矩设计值Md

289.1

kN.m

偏心距e0

144

mm

圆形截面半径r

600

纵向钢筋所在圆周半径rs

514

g

0.857

混凝土轴心抗压强度设计值fcd

13.8

MPa

纵向钢筋抗压强度设计值f'

sd

330

纵向受压钢筋根数n

20

纵向受压钢筋直径d

22

纵向钢筋配筋率ρ

0.67%

构件计算长度l0

8.8

m

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h0

1114

荷载偏心率对截面曲率的影响系数ζ1

0.548

构件长细比对截面曲率的影响系数ζ2

1.000

偏心距增大系数η

1.163

系数A

2.2450

系数B

0.5519

系数C

1.8029

系数D

1.0139

轴向承载力Nu

12593.0

轴向承载力满足要求

抗弯承载力Mu

2061.3

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。

2380.7

213.3

90

10.28

34.27

0.417

1.272

2.4501

0.4699

2.0507

0.8483

12188.5

1404.2