U型桥台计算书Word格式.docx
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台帽宽度
ab,e+e++C+C（1.2.1）101122
式中:
e——伸缩缝宽度，取e=2cm;
00
e——支座中心至梁端距离，取e=18cm;
11
a——支座顺桥向宽度，a=20cm;
C——支座边缘到台身顶边缘距离，C=20cm;
C——台帽檐口宽度，C=10cm。
22
计算得:
（cm）b=2+18+20/2+20+10=601
（3）横桥向台帽宽度
第3页共28页桥面宽为B=10m，台帽一般设置10cm的檐口，故取B=10.2m。
0
（4）桥台侧墙长度
锥坡高度h=7.548m，按1:
1放坡，按规定要求，桥台侧墙后端应伸入桥头锥坡定点
以内长度75cm，则桥台侧墙长度为:
（m）b,7.548,（7.548,1,0.4）/10,（0.6,0.1），0.75,7.18（5）前墙底宽度
按规范要求，取前墙顶宽b=1m，则前墙底宽为:
2
b=3.110.4H=3.10m（满足规范要求）,3
（6）侧墙底宽度
按规范要求，取侧墙顶宽b=0.8m，侧墙底宽为:
5
0.35H=2.71m（满足规范要求）b=0.8+7.748/4=2.737,6
桥台与基础的其他细部尺寸见图1-3。
第4页共28页
图1-3桥台与基础细部尺寸图（尺寸单位:
第5页共28页
2荷载计算
2.1结构重力计算
2.1.1上部结构重力
0.06×
7×
23=9.66沥青混凝土桥面铺装层为:
（kN/m）
现浇混凝土调平层为:
（kN/m）（0.06+0.13）/2×
24=15.96
5×
1，2=10人行道:
（kN/m）
25=125桥梁:
一孔上部结构重力:
（kN）P,[（9.66，15.96，10，125），19.92]/2,1599.77R
2.1.2台身、侧墙及填土重力
桥台台帽、前墙、侧墙及填土重力计算见表2-1。
2.1.3基础及襟边上土重
对于基础自重及襟边上土重，两台阶基础近似采用单台阶基础计算，差别不大。
P=7.542，10.8，1.7×
23=3184.84基础重:
（kN）
7.542/2,0.4,3.371力臂:
（m）
3184.84，3.371,10736.10对O——O的弯矩:
（kN?
m）11
台边襟边土重，由河床线计起，则:
（kN）P=0.4，10.8×
0.2，19.5=16.8481
0.4/2=,0.2力臂:
对O——O的弯矩:
（kN?
m）16.848，（,0.2）,,3.3411
台侧襟边土重，由河床线计起，则:
（kN）P=0.4×
6.742×
0.2，19.5×
2=21.042
6.742/2,3.371力臂:
21.04，3.371=70.93对O——O的弯矩:
2.1.4台身底截面以上自重的重心
全部自重合计为11565.38kN，对O——O的弯矩合计为43101.45kN?
m，全部自重11
作用点距O——O为3.727m;
则其对台身底截面形心偏心距e=3.727-3.371=0.356m（靠11
台背一侧）。
第6页共28页
台身、侧墙及填土重力及对O—O重心矩的计算表表2-111
自重力力臂弯矩
图中序号自重力/力臂计算式
kNmkN?
m
0.7×
0.4×
10.2×
25
171.400.8963.55
0.64，0.5,2
1×
10×
2250.001.64410.00
1,2，0.5，0.64
0.9×
390.001.59143.10
0.9,2，0.5，0.64
0.64×
6.348×
25×
1,2
4507.840.36182.82
2/3×
0.54
1.5×
52380.501.393308.90
0.64，1.5/2
0.97×
7.748×
1/2
6939.452.462314.17
0.97,3，1.5，0.64
墙重:
[1/2×
0.8，1/2×
2.737-0.8,×
1/3]×
2×
25271.622.79756.91
3.11-0.97/3
7
土重:
10-5.474,，
1/3×
2.737-0.8,]×
18393.482.791096.50
3.11,0.97,3
1,2×
0.8，2.737,×
3.632×
2
2488.344.9312257.59
3.11，1/2×
3.632
8
1/2×
10-2.737×
2，10,1.6,×
18×
3273.724.9316126.37
3.11，1,2×
0.8，1.15,×
1.4×
1.578×
50
107.707.53811.08
3.11，3.632，1.578,2
9
10-1.6，10-2.3,×
18
91.466.94634.92
3.11，3.632，0.4,2
[1,2×
1.15，1,2×
2.737,1.15,×
1,3]×
210420.477.273055.97
3.11，3.632，1.578,3
第7页共28页2.1.5基础底截面以上自重的重心
全部自重合计为14788.11kN，对O——O的弯矩合计为53905.14kN?
作用点距O——O为3.645m，则其对台身底截面形心偏心距e=3.645-3.371=0.274m。
2.2荷载布置、支座反力和土压力计算
2.2.1台后无荷载～车道荷载作用在桥上
（1）根据《公路桥涵设计通用规范》集中荷载标准值有以下规定:
?
公路—?
级车道荷载的均布荷载标准值为q,10.5kN/m;
K
集中荷载标准值按以下规定选取:
桥梁计算跨径小于或等于5m时，P,180kN;
桥梁计算跨径等于或大于50m时，P,360kN;
桥梁计算跨径在5m,50m之间时，P值采用直线内插求得。
计算剪力效应时，K
上述集中荷载标准值P应乘以1.2的系数。
桥梁跨径为19.5m，采用直线内插得P=238kN。
车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处，也就是作用在最不利的位置上。
荷载布置见图2-1。
图2-1仅桥上布置荷载图
计算剪力效应时，，则:
P=238，1.2=285.6kNk
R=（1×
285.6，1/2，19.5，10.5）×
2=775.95kN1
（2）相应土压力计算作如下考虑:
计算桥台地基承载力时，仅计算基础顶面范围的土压力，基础高度内的主
第8页共28页
动土压力和被动土压力均不考虑;
验算桥台滑动稳定性时，主动土压力按整个桥台高度（基础底面到桥台顶
面）计算。
根据《公路桥涵设计通用规范》:
总的主动土压力:
12E,B,H,（2.2.1）2
2（,,）cos-,u（2.2.2）,，,,,,,sin（）sin（）2,,,，,，coscos（）[1],，,,,,,cos（）cos（）式中:
E——主动土压力标准值（kN）;
3,——土的重度（kN/m）;
B——桥台的计算宽度（m）;
H——计算土层高度（m）;
——填土表面与水平面的夹角;
——桥台台背与竖直面的夹角;
,——台背与填土间的摩擦角，取=/2。
,tan,=0.97/7.748根据资料:
，，，，故,=7.13?
，,,35:
/2,17.5:
,0:
则:
2cos（35:
7.13:
）u,,0.510
sin（35:
，17.5:
）,sin35:
2cos7.13:
cos（7.13:
）[1，]
cos（7.13:
）,cos7.13:
所以:
12E=，18，10，7.748×
0.510=2755.45（kN）2
E的着力点自计算土层底面算起为:
H7.748C,,,2.583（m）33
水平向分力:
（kN）E,E,cos（,，,）,,2755.45，cos（17.5:
，7.13:
）,,2504.75H
离基础底面的距离:
（m）C=2.583H
对基底形心轴的力矩:
m）M=E,C=,2504.75×
2.583=,6469.77HHH
第9页共28页竖直向分力:
（kN）E,E,cos（,，,）,2755.45，sin（17.5:
）,1148.35V
作用点离基础形心轴的距离:
（m）C=,0.584V
m）M,E,C,1148.35，（,0.584）,,670.64VVV
2.2.2台后桥上均有布载～车辆荷载在台后～车道荷载在桥上车辆荷载布置如图2-2所示。
图2-2台后和桥上均布置荷载图
此时车道荷载仅考虑均布荷载，则台后布载长度确定可作如下考虑:
（1）土破坏棱体长度由侧墙根算起;
（2）侧墙端部的折线近似作直线处理。
根据《公路桥涵设计通用规范》，布载长度:
l,b,0.64,0.3，Htan,3
tan,,,tan,，（cos,，tan,）（tan,,tan,）
,7.13:
,,，,，,,59.63:
,35:
，,,,/2,17.5:
其中，，
tan,,,tan59.63:
，（cos35:
，tan59.63:
）（tan59.63:
tan7.13:
）,0.2920
l=3.11,0.64,0.3+3.632+7.748×
0.292=8.064（m）此时支反力为:
1R,，19.5，10.5，2,204.75（kN）12
土压力车辆荷载等代布土层厚度计算式为:
G,,（2.2.3）h,,Bl0
第10页共28页
破坏棱体长度l由前墙后缘算起:
（m）l=8.064,0.2,1=6.8640
等代布土层厚度:
2，（140，140）（m）h,,0.45310，6.864，18土压力为:
11E,,H（H，2h）B,,，18，7.748，（7.748，2，2，0.453）22
，10，0.510
=3077.65（kN）
HH，3h7.7487.748，3，0.453（m）C,,,，,2.7173H，2h37.748，2，0.453其水平分力:
（kN）E,E,cos（,，,）,,3077.65，cos（17.5:
）,,2797.64H
（m）C=2.717H
m）M=E,C=,2797.64，2.717,,7601.19HHH
竖直分力:
m）E,E,sin（,，,）,3077.65，sin（17.5:
）,1282.63V
（m）C=,0.601V
m）M=E,C=1282.63×
（,0.601）,,770.86VVV
2.2.3桥上无荷载～台后有车辆荷载
荷载布置如图2-3所示。
图2-3台后布载图
第11页共28页
此时支反力为0kN，土压力车辆荷载等代均布土层厚度为:
G2，（140，140）,（m）h,,,0.453,Bl,10，6.864，180
土压力为:
11E,（kN）,H（H，2h）B,,，18，7.748，（7.748，2，0.453），10，0.510=3077.6522
（kN）E=E,cos（,+,）=,3077.65×
cos（17.5:
）=,2797.64H
（m）C=2.717H
m）M=E,C=,2797.64×
2.717=,7601.19HHH
m）E=E,（,，,）=3077.65×
sin（17.5:
+7.13:
）=1282.63V
（,0.601）=,770.86VVV
2.3人群荷载反力及其他各力计算
人群荷载反力:
（kN）R=（19.50×
1，3，2）/2=58.51
摩阻力:
（kN）F=μW=1599.77×
0.3=479.931制动力按一行车队总重的10%计算。
（kN），根据《公路桥涵设计通用规范》第H=（238+10.5，19.5），10%=44.2,165T
4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10,计算，但公路—?
级
汽车荷载的制动力标准值不得小于165kN，取汽车荷载制动力kN。
H=165T各种荷载计算结果和组合见表2-2。
第12页共28页
台身底截面验算时的荷载组合表表2-2
公路—I级
序
作用类型台后无荷载，车台后、桥上均有荷载，车桥上无荷载台号
道荷载在桥上辆在台后，车道在桥上后为车辆荷载
力（kN）1599.771599.771599.771上部恒载力臂（m）-2.43-2.43-2.43
弯矩（kN?
m）-3889.04-3889.04-3889.04
力（kN）11565.3811565.3811565.382台身恒载力臂（m）0.360.360.36
m）4117.284117.284117.28
力（kN）775.95204.750.003支反力力臂（m）-2.43-2.43-2.43
m）-1886.33-497.750.00
力（kN）58.5058.5058.504人群力臂（m）-2.43-2.43-2.43
m）-142.21-142.21-142.21
E=-2504.75E=-2797.64E=-2797.64HHH力（kN）
E=1148.35E=1282.63E=1282.63VVV
C=2.583C=2.717C=2.717HHH5台后土压力力臂（m）
C=-0.584Cv=-0.601C=-0.601VV
M=-6469.77M=-7601.19M=-7601.19HHH弯矩（kN?
m）
M=-670.64M=-770.86M=-770.86VVV
力（kN）165.00165.00165.006制动力力臂（m）6.756.756.75
m）1113.751113.751113.75
ΣPv（kN）15147.9514711.0314506.287组合ΣM（m）-8940.72-8783.78-8286.03
ΣP（kN）-2504.75-2651.20-2651.20H
第13页共28页
3台身底截面强度验算
仅验算台身底截面，见图3-1，其他截面验算方法同此。
图3-1台身底截面计算图（尺寸单位:
m）3.1台身底截面特征值计算
2A=3.11，10+2.737×
2=50.98台身底面积:
截面系数:
113.11，10，3.11，，2，3.632，2.737，（，3.632，3.11）22X,,2.869（m）50.98
截面惯性矩:
16.7421323I,，10，6.472，50.98，（,2.869）,[，4.526，3.63212212
3.6322，4.526，3.632，（3.11，,2.869）]2
4=151.13（m）
截面回转半径:
151.13I,,,,1.720A50.98
3.2台身截面强度验算
从表2-2可以看出，最不利情况为车道荷载布置在桥上，台后无荷载，按偏心受压
构件验算，则:
第14页共28页
（3.2.1）N,,Af/,cdm
式中:
——安全系数，块石砌体受压，取2.31;
m
f——抗压计算强度，f=7.82MPa;
cdcd
——纵向力偏心影响系数;
em01,（）y,,（3.2.2）e201，（）,0
M,8940.72m=8其中，m，m，，，e,,,,0.590y=2.869,,1.7200N15147.95
0.59081,（）2.869,,,0.895,0.59021，（）1.72
则0.895×
50.98×
7820/2.31=154460.57,15147.95，故验算通过。
偏心距验算:
e0.5X，因为0.5X=0.5×
2.869=1.435>
0.590（m），故验算通过。
施,011
工验算时，可考虑无上部荷载，仅有台身自重和土压力，此时有:
N,15147.95,1599.77,77.95,58.5,13411.73（kN）
M,4117.28,6469.77,670.64,,3023.13（kN?
m）4基础底面地基承载力计算
地基承载力的验算要求荷载在基底产生的地基应力不超过持力层的容许承载力。
地基压应力计算时要考虑填土对基底的附加压应力。
4.1基础底面特征值计算
桥台基础底面积:
2A=10.8×
7.542=81.45（m）
绕度计算:
210.8，7.5423（m）,,,102.396
4.2地基土允许承载力确定
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）式（3.3.4）:
[f],[f]，k,（b,2），k,（h,3）aao1122
[f]——修正后的地基承载力容许值（kPa）;
a
第15页共28页
b——基础底面最小边宽（m）;
当b<
2m时，取b=2m;
当b>
10m时，取b=10m;
h——基础埋深深度（m），自天然地面算起，有水流冲刷时自一般冲刷线算起;
当
h<
3m时，取h=3m;
当h/b>
4时，取h=4b;
k、k——基底宽度、深度修正系数，根据基底持力层土的类别按规范查表3.3.4;
12
3——基底持力层土的天然重度（kN/m）;
若持力层在水面以下且为透水，应取浮,1
重度;
3——基底以上土层的加权平均重度（kN/m）;
换算时若持力层在水面以下，且不,2
透水时，不论基底以上土的透水性质如何，一律取饱和重度;
当透水时，水
中部分土层则应取浮重度。
查表3.3.4得k=0，k=1.5，基础埋置在天然地面下2.m，h<
3.0m，深度项不用修12
正，则[f]=[f]=420kPa。
aao
4.3荷载组合验算
考虑了最不利的两个组合荷载，验算最大应力是否在地基持力层容许承载力范围内。
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）中规定，计算最大压应力时，当基底单向偏心受压时，基底同时承受竖向压力和弯矩共同作用，必须满足以下条件:
NMP,，,,[f]maxRaAW（4.3.1）
P——基底最大压应力;
M——水平力和竖向力对基底重心轴的弯矩;
W——基础底面偏心方向面积抵抗矩;
——抗力系数，取1.0。
R
4.3.1汽车荷载布置为台上、桥上均有荷载时
此时布置考虑台后布置车辆荷载，一行车队不应有两辆重载车，故该状况桥上布置车道荷载不加集中力。
计算各项外力对基础底中性轴的弯矩
M=,3889.04上部恒载的弯矩:
M=14788.11×
0.274=4051.94台身、填土、基础自重的弯矩:
M=,497.75汽车荷载产生的弯矩:
M=,142.21人群荷载产生的弯矩:
土压力的作用
E水平分力产生的弯矩:
m）M=,2797.64×
（2.717+1.7）=,12357.181
第16页共28页
E竖直方向上产生的弯矩:
m）M=,770.862
M=,12357.1
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