空心墩墩身计算书

1、第1页共18页空心墩墩身计算书一、设计资料桥梁跨径：L=40m路基宽度：W=26m桥梁跨径组合：4 x 40m空心墩尺寸：横桥向宽度4.25m (对应悬臂长度3.5m)顺桥向宽度2.4m、3m 4m三种空心墩壁厚:空心墩尺寸表桥墩宽度(m桥墩厚度(m顺桥向壁厚(m)横桥向壁厚(m)使用范围 (桥墩咼度范围)4.252.40.40.440m50m4.2530.50.550m60m4.2540.50.560m70m、桥墩集成刚度计算假定1、联桥中，仅仅计算三个中墩的受力，不考虑过渡墩的受力。2、3、偏安全考虑，汽车制动力的分配按照三个中墩的集成刚度分配。一联桥梁中，空心桥墩墩高分别采用低限和高限的

2、组合即：采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用40m 50m 50m50m 60m 60;60m 70m70。4、主梁的收缩徐变折成降温计算，降温温度取 30C。5、为取得最大水平力，温度变化须与收缩徐变变化一致，升温不控制设计，升温水平力不做计算。故由温度变化引起的水平力，仅考虑降温引起，降温温度取25C。6第2页共18页第3页共18页其中：E-混凝土弹性模量,C30 混凝土，E=3X 104MPa6、在中墩处均设置固定支座，过渡墩处设置滑板支座。三、桥墩集成刚度计算1、桥墩几何参数计算空心墩

3、墩身惯矩按照下式计算:I = bh3 - 丄(b -2t)(h -2t)312 12桥墩几何参数墩身宽b墩身厚h壁厚t墩高H（m）面积A墩身惯矩1(m)(m)(m)1号墩2号墩3号墩(m2)4(m)4.252.40.44050504.683.724.2530.55060606.257.404.2540.56070707.2515.352、桥墩抗推刚度计算按照铁路桥涵设计规范（TBJ2-85）第5.3.1条，计算抗推刚度时，混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的 0.8倍，桥墩抗推刚度按照下式计算，即:3 0.8EIH-桥墩高度桥墩抗推刚度墩身宽b墩身厚h壁厚t桥墩刚度（KN/m）(m)(m)(m

4、)1号墩2号墩3号墩4.252.40.44183214221424.2530.54260246524654.2540.55118322332233、支座刚度计算支座为板式橡胶支座，规格为 GYZ42X 99,每个桥墩顶8个支座。支座刚度按照下式计算，即:nAGt其中：n-支座的个数;A-支座的面积；6第4页共18页G-支座的剪切模量，取1.1 X 104MPat-支座橡胶厚度，取支座高度的0.8倍;支座刚度：p z=15763KN/m4、桥墩集成刚度计算桥墩与支座串联，桥墩的集成刚度按照下式计算，即:桥墩集成刚度支座刚桥墩抗推刚度（KN/m桥墩集成刚度（KN/m(KN/m )1号墩2号墩3号墩

5、1号墩2号墩3号墩157634183214221423306188618861576342602465246533542132213215763511832233223386426762676四、桥墩墩顶水平力计算1、一联桥梁变形零点计算变形零点按照下式计算，即：C KjL. JRXLCL Ki Li其中：C-收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55C, C=1E-5X 55=0.00055;Ki Li -桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积；JR -桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，如为滑板支座，取0。桥墩变形零点墩身宽b墩身厚h壁厚t变形零点(m)(m)(m)(m)4.252.4

6、0.472.04.2530.573.64.2540.574.8注：表中变形零点为距离小桩号过渡墩（桥台）的距离。2、收缩徐变、降温产生的水平力第5页共18页Hi水平力按照下式计算，即:其中：C收缩系数；t 收缩徐变或降温的温度差;X桥墩距离变形零点的距离;Ki桥墩抗推刚度。收缩徐变、降温产生的水平力墩身厚h收缩徐变水平力（KN降温水平力（KN(m)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.431.7-4.5-27.226.4-3.8-22.6333.8-4.1-29.728.2-3.4-24.7440.4-4.1-36.233.7-3.4-30.2表中水平力正号表示力的方向指向小桩号过渡墩（桥台

7、），负号表示力的方向背离小桩号过 渡墩（桥台）。3、墩顶制动力计算桥梁一联长度：4X 40=160m均布荷载qk=10.5KN/m,集中荷载Pk=320KN一列车道荷载的 10%为（160 X 10.5+320） X 10%=200KM165KN故：总制动力 Hz=200X 3X 0.78=468KN每 个桥墩上分配的制动力为：横桥向风荷载假定水平的垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上，其标准值按照墩身厚h制动力墩顶制动力（KN(m)(KN)1号墩2号墩3号墩2.4468231.2118.4118.43468216.9125.5125.54468207.1130.4130.4Ki Ki墩顶制动

8、力4、风力计算第6页共18页KDK1K2K5W(KN/nf)2A/h(m)横桥向风力Fwh(KN)纵桥向风力Fwz(KN)11.3921.41.361.380.4596296.5367.611.5481.41.361.380.45150515.3511.011.7231.41.361.380.45240917.6682.5JTG D60-2004第4.3.7条公式计算Fwh = k0k1k3Wd AwhWd JVd ； Wo J% ； Vd =k2k5Vio ； -0.012017e-0.0001z2g2g其中：k0-设计风速重现期换算系数，对于单孔跨径为大桥和特大桥的桥梁，k=1.0 ；K

9、-风阻力系数，由JTG D60-2004表437-6查取k1表墩宽度b(m)墩厚度h(m)墩高度H(m)b/tH/bk14.252.4501.7720.81.3924.253601.4220.01.5484.254701.0617.51.723KB -地形、地理条件系数，由JTGD60-2004表4.3.7-1取用，本桥取为1.4 ；K2 -考虑地面粗糙程度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，由JTGD60-2004表437-3取用，本桥按照70米高度、B类地面粗糙程度，取为1.36 ；K5 -阵风风速系数，本桥按照 B类地表，取为1.38 ;g -重力加速度，g=9.81m/s22五、桥墩墩

10、墩底弯矩计算1、收缩徐变产生的弯矩V10 - 0.45KN/m按照JTG D60-2004第437条第2款，“桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风 压的70%乘以桥墩迎风面积计算”。纵桥向、横桥向风力表第7页共18页收缩徐变产生的弯矩表墩身厚墩高(m)收缩徐变水平力(KN收缩徐变弯矩(KNm)(M)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.440505031.74.527.212682271358350606033.84.129.716892461781460707040.44.136.2242329025372、降温产生的弯矩产生的弯矩表墩身厚墩高(m)降温水平力(KN降温

11、弯矩(KNm)曲)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.440505026.43.822.610571891132350606028.23.424.714082051484460707033.73.430.2201924121153、汽车制动力产生的弯矩汽车制动力产生的弯矩表墩身厚墩高(m)汽车制动力水平力(KN汽车制动力弯矩(KNm)沖)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.4405050231.2118.4118.49249591959193506060216.9125.5125.510846753275324607070207.1130.4130.

12、412428913191314、风荷载产生的弯矩风荷载产生的弯矩表墩身厚墩高(m)风何载水平力(KN风荷载弯矩(KNm)沖)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.4405050231.2118.4118.49249591959193506060216.9125.5125.510846753275324607070207.1130.4130.41242891319131六、桥墩墩墩底荷载组合1、荷载组合荷载组合分别按照基本组合、短期组合和长期组合进行荷载组合。基本组合用于承载能力极限状态的配筋计算；短期组合和长期组合用于 第8页共18页正常使用极限状态的裂缝计算。基本组合、短

13、期组合和长期组合均按照以下三种情况进行：组合I:未架梁，此时桥墩承受桥墩自重和风荷载；组合架梁后，此时桥墩承受桥墩自重、上部恒载、主梁的收缩徐变、 温度荷载和风荷载；组合皿：运营状态，此时桥墩承受桥墩自重、上部恒载、活载、主梁的 收缩徐变、温度荷载和风荷载； 、基本组合按照JTG D60-2004第4.1.6条计算：mnOSud =0 0 GiSGikQiSQikc QjSQjk)i dj -2计入荷载组合系数后，M N的计算式如下:组合I: M=1.1X风荷载弯矩N=1.2X（盖梁+墩身）组合M= 1.0 X收缩徐变弯矩+0.7 x（ 1.4 X降温弯矩+1.1 X风荷载弯矩）N=1.2X（

14、盖梁+墩身）+1.2 X上部恒载组合皿：M=1.0X收缩徐变弯矩+1.4 X制动力弯矩+0.7 X（ 1.4 X降温弯矩+1.1 X风荷载弯矩）N=1.2X（盖梁+墩身）+1.2 X上部恒载+1.4 X活载 、短期组合按照JTG D60-2004第4.1.7条计算mnSsd 二 SGik 二.l j Sjki 4j 4计入荷载组合系数后，M N的计算式如下： 组合I: M=1.0 X风荷载弯矩第9页共18页NS=1.0 x（盖梁+墩身）组合M=1.0 X收缩徐变弯矩+0.8 X降温弯+0.75 X风荷载弯矩NS=1.0 X（盖梁+墩身）+1.0 X上部恒载组合皿：M=1.0 X收缩徐变弯矩+0

15、.7 X制动力弯矩+0.8 X降温弯矩 +0.75 X风荷载弯矩NS=1.0 X（盖梁+墩身）+1.0 X上部恒载+0.7 X活载 、长期组合按照JTG D60-2004第4.1.7条计算mnSld 八，SGik f2jSjki =1j =1计入荷载组合系数后，M N的计算式如下： 组合I: M=1.0 X风荷载弯矩NS=1.0 X（盖梁+墩身）组合M=1.0 X收缩徐变弯矩+0.8 X降温弯+0.75 X风荷载弯矩NS=1.0 X（盖梁+墩身）+1.0 X上部恒载组合皿：M=1.0 X收缩徐变弯矩+0.4 X制动力弯矩+0.8 X降温弯矩 +0.75 X风荷载弯矩NS=1.0 X（盖梁+墩身

16、）+1.0 X上部恒载+0.4 X活载 荷载基本组合、短期组合和长期组合表如下。第 9 页 共 18 页第11页共18页荷载基本组合表1号桥墩2号桥墩3号桥墩墩身+盖梁自重(KN)墩身厚度(m)何载组合M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)恒载(KN)活载(KN)1号墩2号墩3号墩组合I808756164857020101097020组合n10539200759242147912735214792.4组合川20914218229039232261783123226468058505850组合I140529375843112501686211250组合n1731823

17、83413192570920306257093组合川2809025581115832745625584274567812.593759375组合I22522130501501152252627615225组合n272072750920622968431182296844组合川375672925614360314313578631431120491248108751268812688“活载”中已计入冲击系数0.27第12页共18页荷载短期组合表1号桥墩2号桥墩3号桥墩墩身+盖梁自重(KN)墩身厚度(m)何载组合MS(KNm)N(KN)MS(KNm)2(KN)MS(KNm)2(KN)恒载(KN)活

18、载(KN)1号墩2号墩3号墩组合I73524680441585091905850组合n762816729709178999156178992.4组合川14102174174853185871330018587468058505850组合I1277578137669375153299375组合n12397198629852142414466214243组合川199892055062582211219738221127812.593759375组合I20475108751365126882388712688组合n193952292415072473722145247374组合川2809423612

19、789825425285362542512049983108751268812688“活载”中不计冲击系数第13页共18页荷载长期组合表1号桥墩2号桥墩3号桥墩墩身+盖梁自重(KN)墩身厚度(m)何载组合M(KNm)N(KN)MI(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)恒载(KN)活载(KN)1号墩2号墩3号墩组合I73524680441585091905850组合n762816729709178999156178992.4组合川11327171223077182921152418292468058505850组合I1277578137669375153299375组合n1239719862

20、9852142414466214243组合川167352025539982181717478218177812.593759375组合I20475108751365126882388712688组合n193952292415072473722145247374组合川2436623317515925130257972513012049983108751268812688“活载”中不计冲击系数第14页共18页荷载短期组合偏心距及大小偏心判定1号桥墩2号桥墩3号桥墩墩身厚度(m)MS/Ns0.3h大/小偏心MS/Ns0.3h大/小偏心MS/Ns0.3h大/小偏心1.5710.72大偏心0.0750.

21、72大偏心1.5710.72大偏心0.4560.72小偏心0.0400.72小偏心0.5120.72小偏心2.40.8100.72大偏心0.1680.72大偏心0.7160.72大偏心1.6350.9大偏心0.0820.9大偏心1.6350.9大偏心0.6240.9小偏心0.0460.9小偏心0.6750.9小偏心30.9730.9大偏心0.1830.9大偏心0.8930.9大偏心1.8831.2大偏心0.1081.2大偏心1.8831.2大偏心0.8461.2小偏心0.0611.2小偏心0.8951.2小偏心41.1901.2大偏心0.2051.2大偏心1.1221.2大偏心第14页共18页

22、Wfk-C1C2C3ssEs（卄As 十 Apbh。(bf -b)hf；当p v0.006 时，取 P =0.006 时；当p 0.02 时，取 p2、配筋计算及承载能力验算墩身计算采用如下方法：1、对于大偏心受力状态下，采用裂缝控制计算，用于计算墩身钢筋的计算；2、利用按照裂缝计算的配筋，计算承载能力极限状态下是否满足要求。裂缝计算按照JTG D60-2004第643条：=0.02。C1 =1.0;C2 =1 0.5-Ni;C0.9NsssNs(es -ZAsZz 門0.87 -0.12(1se0ys,(bf _b)hfbhs =114000e /h0第14页共18页第17页共18页参数计算

23、b(m)桥墩号组合壁厚(m)Ns(KN)h(m)eo(m)ho(m)l o(m)n s丫 fesZ组合I0.446802.41.5712.15401.0950.8022.8501.841组合U0.4167292.40.4562.15401.3270.8021.7351.7921号墩组合川0.4171222.40.8102.15401.1840.8022.0891.816组合I0.458502.41.5712.15501.1490.8022.9341.843组合U0.4178992.40.5122.15501.4560.8021.8751.8033号墩组合川0.4182922.40.7162.1

24、5501.3260.8022.0791.816组合I0.5781331.6352.75501.1170.5913.2562.296组合U0.51986230.6242.75501.3060.5912.2452.1901号墩组合川0.52025530.9732.75501.1960.5912.5942.241组合I0.5937531.6352.75601.1680.5913.3402.301组合U0.52142430.6752.75601.4070.5912.3802.2123号墩组合川0.52181730.8932.75601.3080.5912.5982.241组合I0.51087541.8

25、833.75601.1120.4334.0243.041组合U0.52292440.8463.75601.2490.4332.9872.8611号墩组合川0.52331741.1903.75601.1770.4333.3312.939组合I0.51268841.8833.75701.1520.4334.1003.049组合U0.52473740.8953.75701.3210.4333.1122.8924.253墩组合川0.52513041.1223.75701.2560.4333.3392.941第18页共18页裂缝计算墩身厚度(m)桥墩号组合壁厚(m)根数钢筋直径(mm)钢筋应力(MPa)

26、C1C2C3Es(MPa)含筋率裂缝(mm)组合I0.4362.5145.111.50012.0E+050.00600.176组合U小偏心构件，不计算裂缝2.41号墩组合川0.4362.5145.411.49212.0E+050.00600.175组合I0.4482.5147.011.50012.0E+050.00760.170组合U小偏心构件，不计算裂缝2.43号墩组合川0.4482.5112.411.49212.0E+050.00760.130组合I0.5482.5138.611.50012.0E+050.00600.168组合U小偏心构件，不计算裂缝31号墩组合川0.5482.5135.

27、411.49312.0E+050.00600.163组合I0.5582.5148.711.50012.0E+050.00650.178组合U小偏心构件，不计算裂缝33号墩组合川0.5582.5121.911.49312.0E+050.00650.145组合I0.5562.5127.811.50012.0E+050.00600.155组合U小偏心构件，不计算裂缝41号墩组合川0.5562.5113.011.49412.0E+050.00600.137组合I0.5602.5148.411.50012.0E+050.00600.180组合U小偏心构件，不计算裂缝43墩组合川0.5602.5115.611.49412.0E+050.00600.140第19页共18页承载能力计算b(m)桥墩号组合壁厚(m)fsd (MPa)Z bfcd (MPa)组合Y