中小桥下部结构计算(墩柱计算)苏交科

1、12010年12月（墩柱计算）21 1、墩柱计算内容、墩柱计算内容 内力计算内力计算 ：墩柱计算截面的弯矩和轴力。：墩柱计算截面的弯矩和轴力。通用规范通用规范4.34.3 荷载组合荷载组合 ：根据不同验算要求，分别进行承载能力组合及正：根据不同验算要求，分别进行承载能力组合及正常使用组合。常使用组合。通用规范通用规范4.1.64.1.74.1.64.1.7 偏心受压构件截面验算：偏心受压构件截面验算： 承载能力验算、正常使用验算承载能力验算、正常使用验算3剪力：剪力：恒载、活载、恒载、活载、制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩 作用等作用等弯矩：剪力引起的弯

2、矩弯矩：剪力引起的弯矩, ,恒载偏心引起弯矩恒载偏心引起弯矩轴力：恒载、活载等轴力：恒载、活载等2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算（ 通用规范通用规范4.34.3）4 水平力计算水平力计算1 1、汽车制动力：、汽车制动力：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算5 水平力计算水平力计算2 2、支摩阻力：、支摩阻力：F=GF=G* *如果水平力大于如果水平力大于支摩阻力，按照支摩阻力取值支摩阻力，按照支摩阻力取值2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算6 水平力计算水平力计算3 3、体系升降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配。、体系升降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配。升降温引起的

3、水平力：升降温引起的水平力：F=F=* *Ki=Ki=* *t t* *L L* *Ki=0.00001Ki=0.00001* *t t* *L L* *KiKiL-iL-i墩距不动点的距离墩距不动点的距离 KiiKii墩的刚度墩的刚度tt升降温差升降温差收缩徐变可按照收缩徐变可按照1010计算，与降温进行不利效应叠加。计算，与降温进行不利效应叠加。2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算7 水平力计算水平力计算4 4、离心力：、离心力：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算8 水平力计算水平力计算5 5、地震力：、地震力：按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合2 2、墩柱

4、内力计算、墩柱内力计算9 水平力计算水平力计算6 6、其他荷载、其他荷载风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算10 竖直力计算竖直力计算根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力。根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力。2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算11 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算121 1、桥墩刚度计算、桥墩刚度计算K K墩墩=3=3* *0.8Ec0.8Ec* *I/h3I/h3 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配计入桩土作用计入桩土作用 ( m( m法法 ) )：

5、简化不计桩土作用：简化不计桩土作用：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算132 2、板式橡胶支座刚度计算、板式橡胶支座刚度计算 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算143 3、刚度合成、刚度合成支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配。结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配。K合=K*Kr/(K+Kr)K K、KrKr分别是墩柱和支座刚度分别是墩柱和支座刚度 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩

6、柱内力计算15 其他计算荷载其他计算荷载1 1、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用2 2、位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力。、位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力。3 3、顺桥向和横桥向弯矩组合、顺桥向和横桥向弯矩组合2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算16 规范基本规定规范基本规定3 3、荷载组合、荷载组合173 3、荷载组合、荷载组合 规范基本规定规范基本规定184 4、截面验算、截面验算 桥墩承载力验算桥墩承载力验算按照偏心受压构件计算按照偏心受压构件计算19 桥墩承载力验算桥墩承载力验算4 4、截面验算、截面

7、验算20 桥墩抗裂验算桥墩抗裂验算4 4、截面验算、截面验算21 桥墩位移验算桥墩位移验算8585规范对桥墩位移有规定，现规范对桥墩位移有规定，现0404规范取消，可参考规范取消，可参考8585规范。规范。4 4、截面验算、截面验算224x20m4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩（预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩（d120d120），），钻孔灌注桩基础（钻孔灌注桩基础（d150d150）。支座均采用板式橡胶支座。）。支座均采用板式橡胶支座。 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例231 1、本例为、本例为4x20m4x20m预应力混凝土空心板，桥

8、面连续，下部采预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座墩柱基桩计算墩柱基桩计算24 桥墩刚度计算桥墩刚度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例25 桥墩刚度计算桥墩刚度计算考虑桩土作用考虑桩土作用 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例柱顶水平位移: delta = 0.0803m2#墩 K=3*1000/0.0803=37359.937359.9 kn/m26 支座刚度计算支座刚度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例27 墩柱刚度计算墩柱刚

9、度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例28 水平力计算水平力计算1 1、汽车制动力：、汽车制动力：按照车道荷载计算：按照车道荷载计算：F=(4F=(4* *2020* *10.5+240)10.5+240)* *10%10%* *3 3* *0.78=252.7kN0.78=252.7kN且不小于且不小于 165165* *0.780.78* *3=386.1kN3=386.1kN则制动力则制动力F=F=386.1386.1KNKN5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例29 水平力计算水平力计算2 2、温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算、温度变化影响

10、力、混凝土收缩影响力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例30 墩柱水平力计算墩柱水平力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例31 验算截面（柱底截面）内力计算验算截面（柱底截面）内力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例32墩柱基桩计算墩柱基桩计算采用手算或者软件计算，以桥博为例：采用手算或者软件计算，以桥博为例： 截面验算截面验算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例墩柱为一端固定一端自由，取为墩柱为一端固定一端自由，取为2L=10m2L=10m33采用手算或者软件计算，以桥博为例：采用手算或者软件计算，以

11、桥博为例： 截面验算截面验算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例34配筋：配筋：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例抗震设防抗震设防7 7度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求35构造要求：构造要求：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制。现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制。36构造要求：构造要求：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例372010年12月（基桩计算）381 1、基

12、桩计算内容、基桩计算内容 桩身截面内力计算及截面验算桩身截面内力计算及截面验算 桩长计算桩长计算392 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 计算内容和方法与墩柱相同：计算内容和方法与墩柱相同：计算桩身的最大弯矩，一般在地面以下计算桩身的最大弯矩，一般在地面以下3m3m左右。提取该计算截左右。提取该计算截面的内力进行配筋计算及截面验算。面的内力进行配筋计算及截面验算。均采用均采用m m法（详见桥涵地基与基础设计规范附录法（详见桥涵地基与基础设计规范附录P P）402 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算41偏心受压构件，计算与墩柱一样。偏心受压构件，

13、计算与墩柱一样。桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考8585地基规范地基规范: :2 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算42也可用有限元程序的土弹簧模拟桩土作用，具体可参考也可用有限元程序的土弹簧模拟桩土作用，具体可参考桥梁设计与计算桥梁设计与计算书中及参考文献书中及参考文献2 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算土弹簧刚度：K=b1*S*m*yb1-计算宽度S桩单元长度y单元深度432 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基配筋桩基配筋根据计算结果配筋，参考根据计算结果配筋，参考高

14、指桩基设计指导意见高指桩基设计指导意见：摩擦桩：1 1、第一批截断主筋深入地下长度、第一批截断主筋深入地下长度L L，按，按L1=4/L1=4/计算（计算（为土中基为土中基础变形系数），础变形系数），2 2、最下层为素砼段，最大长度不超过、最下层为素砼段，最大长度不超过8 8 倍桩径；倍桩径；3 3、桩基沉淀层厚度：、桩基沉淀层厚度： 嵌岩桩：桩基钢筋通长嵌岩桩：桩基钢筋通长沉淀层厚度：沉淀层厚度：442 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基配筋桩基配筋452 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基检测：桩基检测：桩长桩长50m,50m,可

15、采用小应变方法检测。可采用小应变方法检测。桩长桩长50m,50m,采用声波透射动测法埋声测管：采用声波透射动测法埋声测管： 桩径桩径d180cm :3d180cm :3根根 桩径桩径d d180cm :4180cm :4根根 注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管46桩顶反力计算（桩顶反力计算（JTG D63-2007 JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范）3 3、桩长计算、桩长计算注意：荷载系数为注意：荷载系数为1.01.0，不是不是1.2or1.41.2or1.4，计入冲击系数，计入冲击系数0.30.3473 3、

16、桩长计算、桩长计算注意：注意：1 1、考虑负摩阻力。、考虑负摩阻力。2 2、考虑冲刷、河床变化等、考虑冲刷、河床变化等483 3、桩长计算、桩长计算 摩擦桩摩擦桩493 3、桩长计算、桩长计算1 1、桩身自重与置算土重的差值，一般按照、桩身自重与置算土重的差值，一般按照25-18=7kN/m325-18=7kN/m3考虑考虑2 2、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，2=8kN/m32=8kN/m3。对于饱对于饱和黏性土和黏性土IL0IL1IL1时，考虑受浮力。在时，考虑受浮力。在0 01 1间按间按照不利状态考虑。照不利状态考虑。3 3、如无土的详细资料，可偏保

17、守计算取值。、如无土的详细资料，可偏保守计算取值。 摩擦桩摩擦桩503 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩513 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩1 1、中风化岩作为嵌岩桩计算，强、中风化岩作为嵌岩桩计算，强风化仍然作为摩擦桩计算。风化仍然作为摩擦桩计算。2 2、单轴饱和抗压强度：、单轴饱和抗压强度：条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：523 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩1 1、嵌岩深度按照规范、嵌岩深度按照规范5.3.55.3.5计算计算2 2、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化差异、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化

18、差异、裂隙发育等不利因素，可按照裂隙发育等不利因素，可按照1.52d1.52d的嵌岩深度考虑。的嵌岩深度考虑。嵌岩深度：嵌岩深度：533 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩 加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠 公路工程地质勘测规范（JTJ064-98）6.3.36.3.3条：条：543 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工图设计，现已完年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。成大部分下部基础施工。岩层分布变化大，中风化层在地面线以下岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m515m不等不等 北沟枢纽互

19、通桥北沟枢纽互通桥中风化岩层553 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工图设计，现已完年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。成大部分下部基础施工。岩层分布变化大，中风化层在地面线以下岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m515m不等不等 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥563 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工图设计，现已完年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。成大部分下部基础施工。 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥强风化花岗岩强风化花岗岩中风化花岗岩中风化花岗岩全风化花岗岩全风

20、化花岗岩573 3、桩长计算实例、桩长计算实例施工方法：冲击钻、人工挖孔等施工方法：冲击钻、人工挖孔等钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少5m5m设计桩长在设计桩长在1022m1022m不等，嵌岩不等，嵌岩3m3m，现场结合钻孔情况进行了调整。，现场结合钻孔情况进行了调整。 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥冲击钻冲击钻冲击钻冲击钻582010年12月（帽梁计算）591 1、帽梁计算内容、帽梁计算内容 帽梁截面内力计算帽梁截面内力计算 截面验算截面验算 持久状况承载能力极限状态下抗弯、抗剪能力计算，和持持久状况承载能力极限状态下抗弯、抗剪能力计算，

21、和持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算。久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算。60 计算方法一：汽车荷载通过各梁进行传递至帽梁，并根据上部计算方法一：汽车荷载通过各梁进行传递至帽梁，并根据上部结构特点分布采用刚（铰）接板法等。桥梁通、结构特点分布采用刚（铰）接板法等。桥梁通、BRGcapBRGcap等均采用等均采用此方法。此方法。2 2、 计算方法计算方法先纵向计算再横向先纵向计算再横向61 计算方法二：汽车荷载直接作用在盖梁上面，进行影响线加计算方法二：汽车荷载直接作用在盖梁上面，进行影响线加载。采用常规的杆系程序计算即可。载。采用常规的杆系程序计算即可。2 2、 计算方法计算方法先纵向计

22、算再横向先纵向计算再横向623 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定规范规定633 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定规范规定643 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定（规范规定（ ）抗弯计算：抗弯计算：抗剪计算：抗剪计算：裂缝计算：裂缝计算：653 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定（规范规定（ ）663 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 其他其他施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算674 4、计算实例、计算实例 本例为本例为4x20m4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座1 1、684 4、计算实例、计算实例 结构判别结构判别根据规范根据规范8.2.18.2.3.8.2.18.2.3.盖梁与柱的线刚度之比小于盖梁与柱的线刚度之比小于5 5，本例题按刚构计算。，本例题按刚构计算。694 4、计算实例、计算实例 内力计算（桥博程序计算）内力计算（桥博程序计算）704 4、计算实例、计算实例 内力计算内力计算 （桥博程序计算）（桥博程序计算）714 4、计算实例、计算实例 内力计算（桥博程序计算）内力计算（桥博程