下部结构钻孔灌注桩双柱式桥墩的计算Word文件下载.docx
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1
q2=—（0.9+1.1）X
M2=-0.7X1.25X1.5X25X
2-2
125
0.625-—X0.4X1.5X25X
-42.19
0.625X1.5X25=23.44
1.25门…=-24.41
3-3
q3=0.75X1.1X1.5X
25=30.94
M3=-0.7X1.25X1.5X25X
1.375-•X0.4X1.5X25X（一
075
+0.75）-30.94X5-=-69.61
1.25
-73.13
116.94
M4=190.07X0.65-（30.94+26.81
）X
q4=0.65X1.1X1.5X
0.7-0.7X1.25X1.5X25X
4-4
25=26.81
125125
2.025-•X0.4X1.5X25X（'
+
90.13
1.4）=-0.36
M5=190.07X2.835-（30.94+26.81+
q5=2.185X1.1X1.5
90.13）X1.7925-0.7X1.25X1.5
X25
5-5
X25=90.13
X4.21-—X0.4X1.5X25X
（1.25+3.585）=98.12
q1+q2+q3+q4+q5=190.07KN
3、可变荷载计算
（1）可变荷载横向分布系数计算：
荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置
用偏心受压法。
①公路-I级
a、单车列，对称布置（图3-19）时：
P/2P/2
板板板板号号号号
2345
图3-19
1=6=0
2二50.088=0.044
252
3^40.912=0.456
b、双车列，对称布置（图3-20）时：
P/2尸/2P/2P/2
L
1801
T
111
1166_
L®
一
L.153
L1531&
6」
板板号号
12
、呂
7^-
d
5号板
§
号板
图3-20
1960.093=0.047
2，50.907=0.454
252
3二40.9250.075=0.500
c、单车列，非对称布置（图3-21）时:
318,5
501180—228,5
1&
&
"
153丄153"
153"
图3-21
由jeai/2、a，已知n=6,e=3.185,
2222
2、a=2（0.7652.2953.955）=42.99
d、双车列，非对称布置（图3-21）时:
已知：
n=6,e=1.635,2、a2=42.99
0.0291=0.138
6
0.0873=0.079
0.1504二0.317
0.0873=0.254
0.0291=0.196
60.1504=0.016
（2）按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载反力的最大值（图
3-22）
图3-22
238KN
105KN/m
11tr"
ir'
'
fTvII»
1*
.liso,
L.
公路-I级
双孔布载单列车时:
双孔布载双列车时:
2B=2442.75=885.5KN
单孔布置单列车时：
195X105
B=238=340.375KN
单孔布载双列车时：
2B=2340.375=680.75KN
（3）可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为R=B®
）,见
表3-17
表3-17:
各板支点反力计算
何载横向分布情况
公路-I级荷载（KN
计算方法
何载布置
横向分布系
数n
单孔
双孔
B
R1
对称布置按
单列行车公
n1=0
343.89
0.00
447.88
杠杆法算
路-I级
n2=0.044
15.13
19.71
n3=0.456
156.81
204.23
5=0.456
—=0.044
n6=0
双列行车公
50.047
687.78
32.33
895.76
42.10
—=0.454
312.25
406.68
n3=0.5
n4=0.5
n5=0.454
n6=0.047
非对称布置
按偏心受压
法算
S0.46
158.19
206.02
n2=0.337
115.89
150.94
n3=0.223
76.69
99.88
”4=0.11
37.83
49.27
n5=-0.003
-1.03
-1.34
n6=-0.126
-43.33
-56.43
=0.319
219.40
285.75
n2=0.254
174.70
227.52
—=0.196
134.80
175.57
n4=0.138
94.91
123.61
n5=0.079
54.33
70.77
n6=0.016
11.00
14.33
（4）各板永久荷载、可变荷载反力组合：
计算见表3-18，表中均取用各板的最大值，其中冲击系数为：
1」=10.2868=1.2868
表3-18:
各板永久荷载、可变荷载基本组合计算表（单位：
KN）
荷载情况
1号板R1
2号板
3号板
4号板
6号板
R2
R3
R4
R5
R6
恒载
585.73
519.26
双列对称
54.18
523.31
576.33
双列非对
称
367.70
292.78
225.92
159.07
91.06
18.44
（3）
639.91
1042.57
1095.59
◎
C3+C3
953.43
812.04
745.18
678.3
610.32
604.17
4、双柱反力Gi计算（图3-23）所引起的各梁反力表3-19:
图3-23:
表3-19:
双柱反力G计算
何载
组
合情
况
计算式
反力G1
（KN
组合
-（639.91父6.79+1042.57江5.13+1095.59父3.6+1095.59疋2.075.67
◎公
2778.07
路-I
+1042.57汇0.54—639.91汉1.12）=2778.07
级双
列对
O公
级双列非对称
1（953.43x6.79+812.65x5.13+745.18x3.6+678.33X2.075.67
+610.02X0.54—604.17x1.12）=2536.57
2536.57
由上表知应取组合06控制设计，此时G=G2=2778.07KN
（二）内力计算
1、恒载加活载作用下各截面的内力
（1）弯矩计算（图3-23）
截面位置见图3-23，为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时的数值，跨中弯矩取用对称布置时数值。
各截面弯矩计算式为：
M14-0
M2a=-Ri0.37
M3_Ri1.12
M44二-尺1.77-R20.11G10.65
Ms^=-R13.955-R22.30-R30.77G2.835
各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表3-20
表3-20:
各截面弯矩计算
何载组合情况
墩柱反力（KN）
板支座反力（KN）
各截面弯矩（KNm）
G1
组合06公路-I级
-236.77
-716.70
558.42
2103.47
组合C7公路-I级
双列非对称
812.65
-352.77
-1067.84
-128.19
977.48
（2）相应于最大弯矩时的剪力计算
般计算公式为:
1-1:
V右=-R1；
2-2:
二V右
-R1;
3-3:
=-R1
V右二G1-Rj;
4-4:
=G1-R1-R2;
5-5:
=7右
—G1-R^-R2-R3
计算值见表3-21:
表3-21:
各截面剪力计算
何载组合
情况
墩柱
反力
板支座反力（
KN
各截面剪力（KN
截面1-1
截面2-2
截面3-3
截面4-4
截面5-5
组合6公
2778.
639
1042
1095
-639
-63
2138
路一级
07
.91
.57
.59
9.9
.16
组合7公
2536.
953
812.
745.
-953
-95
1583
770.
25.
57
.43
65
18
3.4
.14
49
31
2、盖梁内力汇总（表3-22）
表中各截面内力取表3-20和表3-21中的最大值，按表3-22可绘制内力计
算的包络图。
表3-22:
盖梁内力汇总表
内力
弯矩（KNm）
M自重
-5.61
-24.41
-69.61
-0.36
98.12
M荷载
M计算
-377.18
-1137.45
558.06
1075.60
剪力（KN）
V自重
左
右
V荷载
-953.43
25.31
2138.16
V计算
-995.62
-1026.56
1185.72
-972.18
2255.10
（三）截面配筋设计与承载力核算
采用C30混凝土，主筋选用HRB335i22,保护层5cm（钢筋中心至混凝土边缘）。
fcd=13.8MPa，fsd=280MPa。
1.正截面抗弯承载力验算
0Md-fedbxh0-二
fsdAs二fedbx
As二fdbx
fsd
以下取3-3截面作配筋设计，其它截面雷同。
bh=150110cm，Md=-1137.45KNm，
取0=1.1，h0=110-5=105cm
即:
6X
1.1汉1137.45W06兰13.8X500汉x1050—一[
I2丿
化简后为:
x2_2100x112522.85=0
解方程得x=59mm
280
空二13.859二4379mm2
sd
用©
22钢筋，其根数n二
As
4379
39=11.5根,实际选用12根,配筋率：
」二
380.1
45612
59
=280^4561.2疋1050-一I
<
2丿
1303.32KNm.0Md=1137.451.1=1251.20KNm
就正截面承载能力与配筋率而言，配筋设计满足《公预规》要求。
其它截面的配筋设计如表3-23
表3-23:
各截面钢筋量计算表
截面号
M
所需钢筋面积
所需©
22
实际选用
含筋率
KNm
As（mm2）
（根数）
根数
（%
8
3041
0.193
1424
3.7
10
3801
0.241
11.5
12
3908
0.290
2117
5.6
1075.6
4134
10.9
2.斜截面
按《公预规》5.2.10条要求，当截面符合：
Vd乞0.5010亠pftdbh。
KN可
不进行斜截面抗剪承载力计算，仅需按《公预规》9.3.13条构造要求配置箍筋。
fsd――混凝土抗拉设计强度，本例取fsd=1.39MPa。
对于1-1截面：
0.510^:
2ftdbh。
=0.510-1.01.391500850=886.13KN
对于2-2截面〜5-5截面：
0.510J：
2ftdbh0=0.510-1.01.3915001050=1094.63KN
按《公预规》规定：
V0Vd<
0.5V<
10\.-fcukbh0=0.51x10」"
500x1050=4399.58KN
对照表3-23，可按构造要求设置斜筋与箍筋，见图3-23。
图3-23
3•全梁承载力校核
已知h0=1050mm,二s=280MPa，—根主筋也22所能承受的弯矩值为：
M|»
；
sAsz，其中z=0.92h°
=966mm，代入后得
Ml=280380.1=沁996=102.8
（KNm），据此绘制弯矩包络图和全梁承载力校核图，如图3-24所示
12S22
323桥墩墩柱计算
墩柱直径为130cm,用30号混凝土，R235级钢筋。
尺寸见图3-25.
（1）荷载计算
1•恒载计算：
（1）上部构造恒载，一孔总重：
3248.49KN
（2）盖梁自重（半根梁重）：
190.069KN
（3）横系梁重：
72.976KN
（4）一根墩柱自重：
169.23KN
作用墩柱底面的恒载垂直力为：
N横3248.49169.23=1793.475KN
横2
2•汽车荷载计算
荷载布置及行驶情况见前述图3-19至图3-21，由盖梁计算得知：
（1）公路I级
①单孔荷载
单列车时：
B1=0,B2=343.89©
^B2=343.89KN
相应的制动力：
T=343.8920.1"
8.78KN
按照《公预规》4.3.6条规定公路I级汽车制动力不小于165,故取制动力
165KN
②双孔荷载
RB2=447.88KN
T=447.8820.1=89.6KN"
65KN，故制动力取165KN
汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大墩柱垂直力；
汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱低弯矩。
3•双柱反力横向分布系数计算（汽车荷载位置见图3-25）:
单列车时:
=1-1.062一0.062
双列车时:
567
0.788
2=1-0.788=0.212
4.荷载组合
（1）最大最小垂直反力计算，见下表
表3-24:
可变荷载组合垂直反力计算（双孔）
何载状况
最大垂直反力（KN
最小垂直反力（KN
n1
B=（1+u）
B^2（1+u）
公路I级
单列车
1.062
1224.13
-0.062
-71.47
双列车
908.3
0.212
244.36
表中汽车荷载已经乘以冲击系数（1+卩=1.2868）
（2）最大弯矩时计算（单孔）
表3-25:
可变荷载组合最大弯矩计算（单孔）
编
墩柱顶反力
B0（1+u）
垂直力（KN
水平力
H（KIN
对柱顶中心弯矩
B1
B2
Br+B
0.25B1-B2）
1.14H
上部与盖
梁
-
1814.31
单孔双列
车
687.78X
0.788X
1.2868
697.41
82.5
174.35
127.88
表内水平力由两墩柱平均分配
（2）截面配筋计算及应力验算
1•作用于墩柱顶的外力（图3-26）
（1）垂直力：
最大垂直力：
Nmax=1814.311224.13=3038.44KN
最小垂直力：
（需要考虑与最大弯矩值相适应）
Nmin=181431697.41=2511.72KN
（2）弯矩：
Mmax=174.35127.88=302.23KNm
（3）水平力:
H=82.5KN
2、作用于墩柱底的外力
Nmax=3038.44169.23=3207.67KN
Nmin=2511.72169.23二268Q95KN
Mmax=225.6582.55.1=646.4KN
3、截面配筋计算
已知墩柱选用C30混凝土，采用20_£
16HRB335钢筋，Ag=40.22cm2,则纵
向钢筋配筋率算=40222=0.3%，由于|°
/2r=5.1/20.65=3.9：
：
7,
呵兀x（650了
故不计偏心增大系数：
取==1.0；
（1）双孔荷载，按最大垂直力时，墩柱顶按轴心受压构件验算，根据《公
预规》5.3.1条：
Nd乞0.9「fcdAfsdAs
0.9「fedAfsdA；
i=0.9113.813273232804022
=17498.89KN0Nd=3038.441.1=3342.28
满足规范要求。
（2）单孔荷载，最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算:
Nd=2511.72KN
Md"
25.65KNme°
=——=0.090=90mm
Nd
I。
/2r=3.9:
:
7
故=1.0，e0=90mm
根据《公预规》5.3.9条偏心受压构件承载力计算应符合下列规定:
22'
Nd乞ArfedC?
rfsd
0心仓-Br3fedD^gr3fsd
设g=0.88,代入fcd=13.8MPa、
fsd7=280MPa、P=0.003后，经整理得
13.8B0.739D
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