桥墩课程设计

第部分钻孔灌注桩、双柱式桥墩的计算一、设计资料1设计标准及上部构造设计荷载公路级桥面净空净7M2075M计算跨径1610M上部构造钢筋混凝土T形梁。2水文地质条件本设计系假设条件冲刷深度最大冲刷线为河床线下23M处地质条件软塑黏性土按无横桥向的水平力漂流物、冲击力、水流压力等计算。3材料钢筋盖梁主筋用HRB335钢筋,其它均用R235钢筋混凝土盖梁、墩柱用C30,系梁及钻孔灌注桩用C25。4桥梁尺寸考虑原有标准图,选用如图1所示结构尺寸。2056470127401602105图1尺寸单位CM5设计依据JTGD632007。二、盖梁计算一荷载计算1上部结构永久荷载见表1。表1每片边梁自重KN/M每片中梁自重KN/M1、5号2、4号3号一孔上部构造自重KN每一个支座恒载反力KN边梁1、5中梁2、4中梁31677170916901362381350013757136052盖梁自重及作用效应计算1/2盖梁长度图2图2尺寸单位CM见表2。盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算表2剪力KN截面编号自重KN弯矩KNMV左V右11Q10505122505/203122575225975M17505/222505/31875037522597597522Q21/208110512251425M205101225051/2061012251/3753010502400240033Q3110612251980M305101225111/2061012251/30619806/21658459430844380693044Q4110512251650M411310519816511/2151691/3115655199652400128970315280528055Q5111612255280M511312119816552827/2153291/32723751120285482727419600KN10354321QQ3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发，非对称布置时用偏心受压法。公路I级A单车列，对称布置（图3）时05281621424307933B双车列。对称布置（图4）时265021543807934259831602号梁号梁4号梁P/图3（尺寸单位CM）1803P/2P/2号梁号梁3号梁4号梁5号梁1695462图4（尺寸单位CM）C单车列，非对称布置（图5）时12083P/P/图5（尺寸单位CM）由，已知则21ALEII,602536012,102,AEN4360531110122205136934032051D双车列，非对称布置（图5）时已知，则NE62A269006253013421220513163440951人群荷载人人人M/NK2537QA两侧有人群，对称布置时（图6）415120423B单侧有人群，对称布置时（图6）已知，5N70352E6025A67,1402QQ图6（尺寸单位CM）则684020625387142020625187312034225140852按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载的反力值图716160KN/M图7（尺寸单位CM）公路I级双孔布载单列车时KN453925106B双孔布载双列车时7864392单孔布置单列车时KN93025106B单孔布载双列车时KN872人群荷载（图8）单孔满载时一侧KN26180125B2双孔满载时一侧KN68215316160Q/M图8（尺寸单位CM）3可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为），见表3各梁支点反力计算表3荷载横向分布情况公路级荷载（KN）人群荷载（KN）单孔双孔单孔双孔计算方法荷载布置横向分布系数BR1BR1BR1BR1单列行车公路I级1040281304382028150308930868113531868103934501105617233110560对称布置按杠杆法算双列行车公路1026620438305944043850266617851643527062367002706216435786902093234466467423446620932I级人群荷载11422204223040422514221826259777107712597365251941542015425194单列行车公路I级1046340331302002006950063308931430310226617921321946393451821713023786927152479双列行车公I级102692023430200401665013161785166201445812357102568094786902116818413157381306310308非对称布置按杠杆法算人群荷载10684204223020040042502841826124977136507751936522498154273015410374各梁永久荷载、可变荷载反力组合计算见表4，表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为110317613176各梁永久荷载、可变荷载基本组合计算表（单位KN）表4编号荷载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R5恒载2700027514272102751427000公路I级双列对称2871047274641114727428710公路I级双列对称2903425255215861791714138人群对称51941542015425194人群非对称2498154273015410376090473246913217324660904582087633920517463454673612285122748796438894633258532543114952645277401014双柱反力G计算（图9），所引用的各梁反力见表5I双柱反力G计算表5I荷载组合情况计算式反力（KN1G）组合公路I级双列对称人群对称（60904537324637913212173246241056090411）179811179811组合公路I级双列对称人群非对称（58208537633037920512174634055467311）181287181287组合公路I级双列非对称人群对称（61228535122737487962143889241054633211）139881139881组合公路I级双列非对称人群非对称（58532535431137495262145277054010111）141358141358由表5可知，偏载左边的立柱反力最大（GG），并由荷载组合时（公路12I级、双列非对称布置与人群对称组合）控制设计。此时G181287KN，G174609KN。12（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9）截面位置见图9示。为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中玩具取用对称布置时数值。按图9给出的截面位置，各截面弯矩计算式为M0MR0601MR110MR160G05011MR320G210R1602160160210210160160345G图9（尺寸单位M）各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6，注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。各截面弯矩计算表324墩柱反力（KN）梁支座反力（KN）各截面弯矩荷载组合情况G1R1R2截面22截面33截面44截面55组合6公路级双列对称17981160904732463654266994754165517组合7公路级双列对称1812875820876333492564029248972310组合8公路级双列非对称139881612285122736737673512802415857（2）相当于最大弯矩时的剪力计算一般计算公式为截面11V左0,V右R1截面22V左V右R1截面33V左R1,V右G1R1截面44V左G1R1,V右G1R1R2截面55V左G1R1R2,V右G1R1R2R3计算值见表7各截面剪力计算表7各截面剪力（KN）梁支座反力（KN）截面11截面22截面33截面44截面55荷载组合情况墩柱反力G1（KN）R1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右V左V右组合6公路级179811609047324691321060904609046090460904118907118907456614566145661组合7公路级18128758208763392051058208582085820858208123079123079467494674945302组合8公路级1398816122851227487960612286122861228612287865378653274262742621370组合9公路级14135858532543114952605853258532585325853282826828262851528515210112盖梁内力汇总（表8）表中各截面内力均取表6和表7中的最大值。按表8可绘制内力计算的包络图。盖梁内力汇总表表8截面号组合9公路级双列非对称141358585325431135119643852297222651内力M自重225105030840314196M荷载036737673512802472310弯矩（KNM）M计算22537787704252805576506左9752400438052800V自重右9752400693052800左0612286122812307946749V荷载右61228612281230794674945661左975636286560812835946749剪力（KN）V计算右62203636281300095202945661（三）截面配筋设计与承载力校核采用C30混凝土，主筋选用HRB335，22，保护层5CM（钢筋中心至混凝土边缘）。FCD138MPA，FSD280MPA。1正截面抗弯承载能力验算SDCSDSDCFBXAFFXHM200以下取截面作配筋设计，其他截面雷同，在此不做详细计算。已知BH120CM110CM，MD76506KNM，取010，1105105（CM）。0H即210528130675化简后为92解方程得到X4496MM，CM5926024768/41083F/BXA2SDCS用22钢筋，其根数根，实际选用10根，配筋率1359AN1S。02105238该截面实际承载力MU为MKN281093496/2105XHAFSCD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。其他截面的配筋设计如表9所示。各截面钢筋量计算表表9实际选用截面号M（KNM）所需钢筋面积AS（CM）所需22（根数）根数AS（CM）含筋率（）2256228102663778712993428304102417042524436431038010302280559622538304102417650626597001038010302对此可知，原标准图的配筋是适合的，均大于计算值。2斜截面抗剪承载能力验算按公预规5210条要求，当截面符合（KN）0TD230BHFA15DV可不进行斜截面抗剪承载力计算，仅需按公预规9313条构造要求配置箍筋。式中A预应力提高系数，本设计取A10；22F混凝土抗拉设计强度，本设计取F139MPA。SDSD对于截面05103）（KNBHFTD50627103910530对于截面截面05103）（FTD830按公预规529条规定）（KNVD35201203150BHF150CU3对照表8VJ值，本例可按构造要求设置斜筋与箍筋，见图10所示。74/6820154651465图10尺寸单位CM）3全梁承载力校核已知H，一根主筋22所能承受的弯矩值为MPAMS280,105，其中Z092H966MM，代入后得ZSAML0（KNM，据此绘制弯矩包络图和全梁承载力校96382L核图。如图11所示全梁承载力图弯矩包络图图113、桥墩墩柱设计墩柱一般尺寸见图1所示，墩柱直径为100CM，用C30混凝土，R235钢筋。（1）荷载计算1恒载计算由前式计算得（1）上部构造恒载，一孔重136238KN（2）梁盖自重（半根梁盖）11310KN（3）横系梁重（100073225）56（KN）（4）墩柱自重314160519253731（KN）作用墩柱底面的恒载垂直力为N恒1/2136238373171850KN2汽车荷载计算荷载布置及行驶情况见前述图3图4，由盖梁计算得知（1）公路I级单孔荷载单列车时KN9308BKN9308B,2121相应的制动力T308932016179（KN）按公预规制动力不小于90KN，故取制动力为90KN。双孔荷载单列车时B8452KNB30893KN12相应的制动力BB39345KN12T393452017869KN90（KN），取制动力为90KN。人群荷载单孔行人（单侧）KN2618,KN2618,0B11双孔行人（单侧）53B,21210单列车双列车5人人群单侧375图12（尺寸单位CM）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距，即产生最大墩柱底弯矩。3双柱反力横向分布计算（汽车荷载位置见图12）单列车时。01,42双列车时。369,521人群荷载单侧时421053871423012双侧时。514荷载组合（1）最大最小垂直反力时，计算见表10可变荷载组合垂直反力计算（双孔）表10最大垂直反力（KN最小垂直反力（KN）编号荷载状况横向分布11B横向分布11B1单列车100051841002公路I级双列车0631654230369382593单侧行人14235197042315454人群荷载双侧行人0500365205003652表中汽车I级已乘以冲击系数113176,人群荷载不乘。（2）最大弯矩时，计算见表11可变荷载组合最大弯矩计算（单孔）表11垂直力（KN）水平力对柱顶中心弯矩（KNM）编号荷载情况墩柱顶反力计算式B1（1）B1B2B1B2H（KN）025B1B114H1上