下部验算m板桥墩

1、XX至XX高 速公 路 桥 涵 设 计 通 用 图20米 装 配 式 预应 力 混 凝 土 简 支 空 心 板 下 部 构 造（ 桥墩 ）计算书计算20 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书1第一部分基础资料一、计算基本资料1技术标准与设计规范：1） 中华人民共和国交通部标准公路工程技术标准（JTG B01-2003）2） 中华人民共和国交通部标准公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3） 中华人民共和国交通部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），以下简称规范4） 中华人民共和国交通部标准公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024

2、-85）5） 中华人民共和国交通部标准公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）6） 交设发（2005）040 号关于修订桥涵设计通用图的通知。2桥面净空：2x 净-9.75 米、净 10.25 米3汽车荷载：公路I级，结构重要性系数 1.04设计环境条件：I类5材料性能参数1） 混凝土a） 强度等级为 C30,主要强度指标：强度标准值 fck= 20.1MPa, ftk= 2.01MPa强度设计值 fcd= 13.8MPa ftd= 1.39MPa弹性模量 E 戶 3.00 x104MPab） 强度等级为 C25,主要强度指标：强度标准值 fck= 16.7MPa, ftk= 1.78

3、MPa强度设计值 fcd= 11.5MPa ftd= 1.23MPa弹性模量 E 戶 2.80 x104MPa2） 普通钢筋20 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书2a） R235 钢筋其主要强度指标为：抗拉强度标准值 fsk= 235MPa20 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书3抗拉强度设计值 fsd= 195MPa弹性模量 Es= 2.1x105MPab) HRB335 钢筋其主要强度指标为：抗拉强度标准值 fsk= 335MPa抗拉强度设计值 fsd= 280MPa弹性模量 Es= 2.0 x105MPa6主要结构尺寸下部结构为双柱式桥墩、重力式

4、桥台、扩大基础及桩基础。有关具体尺寸详见我院2007 年 7 月编制的相关桥涵设计通用图。相配套的上部结构空心板为装配式预应力混凝 土简支梁(后张法钢绞线)二、采用程序：手算结合“桥梁通 7.55 网络版”作内力分析和强度验算。第二部分墩柱及其基础I、计算模型计算模型按三跨一联计算，一联两端为桥台，中间为双柱式墩。桥台上设活动支座(GJZF 250X44mm,桥墩墩顶均为板式橡胶支座(GJZ 250X42mr)i,排支座为 个。墩底为地面或冲刷线，桩基嵌岩。n.墩柱验算一、恒载计算内容地面到盖梁顶高度H(m101214161820上部恒205120512051205120512051盖梁恒载2

5、64264264264264264柱恒载243300356562639716柱系梁595959桩系梁595959595959桩顶合计255826152671293630133090单位：KN二、活载计算、纵向水平力计算1620 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书41 抗推刚度1) 支座的刚度n=16,A =二*(250/2)2= 49087.4mm2, G=1MPa, t=31.24mm 按 0.71 倍支座厚度计算一排支座支座抗推刚度 Kz=nAG/t=25141 KN/m2) 桥墩墩顶刚度一联各桥墩刚度按等刚度计算，按嵌岩桩查表；桩顶为地面或冲刷线按公路桥涵地基与基础设

6、计规范附录六查表附表6.11 得：墩顶抗推刚度 Kd=n/ H3/ (3EcI ) +SHH0)+ SHM0)+SMH0)H+SMM0)H2集成抗推刚度 K=2K*Kd/(2Kz+K);总刚度刀 K= 2K桥墩墩顶抗推刚度见下表:地面到盖梁顶咼度 H (m)101214161820盖梁高(m)1.4柱数(根)2直径(m)桥墩 d11.21.21.21.41.41.4桩基 d21.31.31.31.51.51.5长度(m)桥墩 h18.610.612.614.616.618.6桩基 h2101010101010砼弹性模量(Mpa)桥墩(C30) E130000300003000030000300

7、0030000桩基(C25) E2280002800028000280002800028000惯性矩(m4)桥墩 110.1020.1020.1020.1890.1890.189桩基 I20.1400.1400.1400.2490.2490.249桩计算宽度 b1(m)2.072.072.072.252.252.25地基土变形系数 m( KN/尚:30000桩变形系数 a0.4560.4560.4560.4140.4140.414ah24.62.54.62.54.62.54.12.54.12.54.12.5(B2D-B1D) / (A2B1-A1B2)2.400742.400742.40074

8、2.400742.400742.40074(A2D-A1D) / (A2B1-A1B2)1.599791.599791.599791.599791.599791.59979(BC-BQ) / (A2B1-A1B2)1.599791.599791.599791.599791.599791.59979(AC-A1Q)/(AB-A1B2)1.732181.732181.732181.732181.732181.7321820 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书5乂(0)0HH8.05E-068.05E-068.05E-066.09E-066.09E-066.09E-06j(0)0

9、HM2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-06M(0)0MH2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-060(0)0MM1.21E-061.21E-061.21E-067.52E-077.52E-077.52E-07墩顶抗推刚度& (KN/m883655823741449833002492两排支座抗推刚度 Kz( KN/m50282集成抗推刚度 K ( KN/m751650253482412930972374全桥总刚度刀 K ( KN/m15031100496964825761944

10、7483、混凝土收缩、徐变及温度影响力在各墩上的分配混结构有效温度标准值：最高 35C，最低 0C,简支梁安装及桥面连续施工温度取15C25C,计算温升为 35E-15C=20C，温降为 25C-0C=25C。混凝土收缩、徐变及温度下降，均属于同一性质，三者加起来，按降温550C 考虑,线膨胀系数 0.00001结构为对称结构，所以上部结构不动点位于一联中间点，即x=30 m温升影响力只与制动力组合，而温降影响力与制动力、混凝土收缩徐变影响力共同 作用，故只计算温降影响力。桥墩均为等刚度，故温降影响力在各墩上的分配如下：R=R=(x-30)KC一个桥墩温降影响力表地面到盖梁顶咼度H(m1012

11、14161820线膨胀系数 a0.00001收缩系数 C10.00055膨胀系数 C20.0002混凝土收缩、徐变 及温降P1(KN-41.3-27.6-19.2-22.7-17.0-13.1温升P2( KN-15.0-10.0-7.0-8.3-6.2-4.74、汽车制动力在各墩上的分配1)汽车制动力(1) 车道荷载标准值的 10% 一联按 3X20 计算：一个车道产生制动力=(10.5X3X20+237.2)X10% =86.72KN;(2)公路I级汽车荷载制动力标准值限值：一个车道产生制动力二165 KN根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第 436 规范公路-I级汽车20

12、 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书6荷载的制动力标准值不小于得小于 165KN 之规定。一个设计车道制动力为 165KN2)制动力在各墩上的分配由于两个桥墩刚度相同，桥台不参加水平力的分配，贝个桥墩分配制动力为总制 力的 1/2.5、单根墩柱墩顶水平力汇总单根墩柱墩顶水平力=一个桥墩墩顶水平力/2单根墩柱墩顶水平力地面到盖 梁顶咼度H( m内容制动系 数 1 柱制 动 1 柱温 度1 柱制+温弯矩101 列车道141.310.351.65232 列车道282.510.392.8942121 列车道141.36.948.25852 列车道282.56.989.4108614

13、1 列车道141.34.846.06512 列车道282.54.887.31234161 列车道141.35.746.97572 列车道282.55.788.21423181 列车道141.34.345.58262 列车道282.54.386.81574201 列车道141.33.344.58972 列车道282.53.385.81727水平力对墩柱底偏心矩计算已入 10cm 支座垫、4.2cm 支座厚度、垂直荷载1、活载支反力、横向分布计算活载支反力表内容加载方式左支反力 B1右支反力 B2合计1 列车道荷载双孔加载105.0394.8499.8一孔加载394.80.0394.8柱分配系数表

14、内容横向布载1 号柱 K12 号柱 K2合计1 列车道偏载1.1422-0.1422120 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书72 列车道偏载1.750.252注 ： 1 、 表 中 活 载 横 向 作 用 视 上 部 与 盖 梁 为 整 体 形 成 双 悬 臂 简 支 梁 计 算 柱 的 横 向 分 配 系 数 得 到 柱 顶 竖 直 力2、最大、最小垂直力、相应弯矩表加载方式左支反力 B1右支反力 B2合计B最大垂直力最小垂直力1 墩底 弯矩2 墩底 弯矩K1BxK1K2BxK20.35x(B1-B2)xK10.35x(B1-B2)xK21 列车 道双孔加载105394

15、.8499.81.1422571-0.1422-71116-14单孔加载394.80394.81.1422451-0.1422-56158-202 列车道双孔加载105394.8499.81.758750.2512517825单孔加载394.80394.81.756910.259924235注：表中（B1-B2）取绝对值代入计算3、汽车冲击系数（1 +卩）=1.25，参见盖梁计算三、荷载组合1、 基本组合（用于承载能力极限状态计算）,按规范 JTG D60-2004 第 4.1.6 条规 定计算：1.0X1.2X恒载+1.4X汽车（含冲击力）+0.7X（1.4X制动力+1.4X温降 影响力）2

16、、 短期组合（用于正常使用极限状态计算），按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规 定计算：1.0X（1.0X恒载+0.7X汽车+1.0X制动力+1.0X温降影响力）3、 长期组合（用于正常使用极限状态计算），按规范 JTG D60-2004 第 4.1.7 条规 定计算：1.0X（1.0X恒载+0.4X汽车+1.0X制动力+1.0X温降影响力）墩柱底荷载计算：竖向力 P=EP纵向水平力 V=EV弯矩 M=EPei+EVe单根墩柱底荷载组合见下表。20 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书8基本组合高度(m)内容加载方式1 墩底截面2 墩底截面N1M1N2M21

17、0恒+1 道+制动+温双孔加载40697152945487单孔加载38597892972478恒+2 道+制动+温双孔加载460012333288967单孔加载42791346324398312恒+1 道+制动+温双孔加载41377763013548单孔加载39278493039539恒+2 道+制动+温双孔加载4668137533561108单孔加载434714873310112414恒+1 道+制动+温双孔加载42058413081613单孔加载39959143107604恒+2 道+制动+温双孔加载4736152034241254单孔加载441516333378127016恒+1 道+制

18、动+温双孔加载45229453399717单孔加载431210193425708恒+2 道+制动+温双孔加载5054170637421439单孔加载473218183696145518恒+1 道+制动+温双孔加载461410123491784单孔加载440510853517775恒+2 道+制动+温双孔加载5146185338341587单孔加载482419663788160320恒+1 道+制动+温双孔加载470710813583853单孔加载449711553610844恒+2 道+制动+温双孔加载5238200439261737单孔加载4917211638801753作用短期效应组合高度

19、(m)内容加载方式1 墩底截面2 墩底截面N1M1N2M210恒+1 道+制动+温双孔加载29586042508513单孔加载28746342519509恒+2 道+制动+温双孔加载317010662646959单孔加载30421111262796612恒+1 道+制动+温双孔加载30146662565575单孔加载29306952575571恒+2 道+制动+温双孔加载3227121027021103单孔加载309812552684111020 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书914恒+1 道+制动+温双孔加载30717322622641单孔加载298776226326

20、37恒+2 道+制动+温双孔加载3284135927591252单孔加载315514042740125916恒+1 道+制动+温双孔加载33358392886747单孔加载32528682897744恒+2 道+制动+温双孔加载3548154830231441单孔加载342015933005144818恒+1 道+制动+温双孔加载34129072963816单孔加载33299362974812恒+2 道+制动+温双孔加载3625169831001592单孔加载349617433082159820恒+1 道+制动+温双孔加载34899783040887单孔加载340510073051883恒+2

21、 道+制动+温双孔加载3702185231771745单孔加载3573189731591752作用长期效应组合高度(m)内容加载方式1 墩底截面2 墩底截面N1M1N2M210恒+1 道+制动+温双孔加载27875702530517单孔加载27395862536515恒+2 道+制动+温双孔加载290810132608952单孔加载28351038259895512恒+1 道+制动+温双孔加载28436312586579单孔加载27956482592577恒+2 道+制动+温双孔加载2965115726651096单孔加载289111822654109914恒+1 道+制动+温双孔加载2900

22、6972643645单孔加载28527142649643恒+2 道+制动+温双孔加载3021130527211245单孔加载294813312711124816恒+1 道+制动+温双孔加载31648042907752单孔加载31168212913750恒+2 道+制动+温双孔加载3286149429861433单孔加载321215202975143718恒+1 道+制动+温双孔加载32418722984820单孔加载31938892990818恒+2 道+制动+温双孔加载3363164530631584单孔加载328916713052158820 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验

23、算计算书1020恒+1 道+制动+温双孔加载33189433061891单孔加载32709603067889恒+2 道+制动+温双孔加载3440179831401738单孔加载3366182431291741四、持久状况承载能力极限状态验算墩柱为偏心受压构件；构件计算长度按 1.5 倍墩咼计算，即 10= 1.5H。 验算公式：丫 oMwAr2fcd+Cpr2fsd/；33YoMneo Br fcd+Dp gr fsd7。A B-有关混凝土承载力的计算系数，按规范附录C 的迭代法由表 C.0.2 查得;C D-有关纵向钢筋承载力的计算系数，按规范附录 C 的迭代法由表 C.0.2 查 得。对本

24、通用图，墩柱长细比 l/i 均大于 17.5，需考虑偏心矩增大系数nZ1=0.2+2.7e0/h01.0; Z2=1.15-0.01l0/hw1.0e-初偏心距，e=M/N; h0-截面有效高度，h=叶 rs； h-截面高度，h=2r。持久状况承载能力极限状态验算表7-墩.高H(m)项目101214161820设计弯矩 M(KN*m)134614871633181819662216设计轴力 N(KN)427943474415473248244917初偏心距 e=M/Nd(m)0.3150.3420.3700.3840.4080.451杆件稳定系数1.51.51.51.51.51.5lo = 1

25、.5H(m)151821242730主筋根数、直径(mm)28 22 28 2228 2528 2228 2528 28面积 A；(mnn)10642.810642.813745.210642.813745.217239.62p=A/nr0.00940.00940.01220.00690.00890.0112rs(m)0.540.540.540.640.640.64r(m)0.60.60.60.70.70.7g= rs/r0.90.90.90.9142860.9142860.914286n=1 11400e0/ h0(沽220 米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算计算书11偏心矩

26、增大系 数计算Z10.9451.0001.0000.9741.0001.000Z21.0001.0000.9750.9790.9570.936ho(m)1.141.141.141.341.341.34h(m)1.21.21.21.41.41.4n1.3821.5361.6571.6981.8361.913neo(m)0.4350.5250.6130.6520.7480.862系数计 算E0.540.450.460.420.410.41A1.29961.01821.0490.92680.89660.8966B0.64830.58980.59820.5620.55190.5519C0.1941-0

27、.2377-0.1903-0.3798-0.4273-0.4273D1.87441.90651.90811.89431.88781.8878结构重要性系数丫0111111fcd(Mpa)13.813.813.813.813.813.8fsd (Mpa)280280280280280280YQM(KN)427943474415473248244917Ar2fcd+Cpr2fsd(KN)664148334978590755395406是否满足是是是是是是YQNne(KN*m)186022832706308736104238Br3fcd+Dp gr3fsd (KN*m)289327353045381040924469是否满足是是是是是是五、持久状况正常使用极限状态验算墩柱最大裂缝宽度 W 验算，验算公式：Wfk=CIC20.03広(0.004 d 1.52C) 0.20mm