花溪特大桥下部计算书

1、花溪特大桥下部计算书国 道 主 干 线 贵 阳 过 境 公 路花溪特大桥主墩墩身与主墩桩基计算书设计：复核：中交第一公路勘察设计研究院2005.8中交一公院桥梁研究分院 第 10页 共 10 页花溪特大桥下部计算书一、主墩墩身计算1、荷载汇总及组合 花溪特大桥为主跨160m连续刚构桥,主墩为双墙式墩,经计算比较得1号墩靠近边跨侧墙式墩最不利,其荷载汇总及组合如下:(1)纵桥向荷载汇总及组合主墩墩顶荷载汇总1号墩墩顶荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)组合系数(有利)组合系数(不利)1结构自重21794.31764.3-19071.311.2(1.0)2基础变位1349

2、7.950.9-785.40.50.53基础变位2-1759.4-54721.30.50.54汽车maxM-6526.4-226.54094.91.41.45汽车minM5045.4112.9-2135.71.41.46汽车maxQ5045.1159.2-1540.11.41.47汽车minQ-6526.1-330.22972.11.41.48汽车maxN7987.7112.4-1531.61.41.49汽车minN-9490.7-225.92963.61.41.410汽车制动力-450.7228.4-2554.30.7x1.40.7x1.411升温作用1127.7-941.910535.60

3、.7x1.40.7x1.412降温作用-2351.3864.2-9607.20.7x1.40.7x1.413地震作用3046-1133-1265011主墩墩底荷载汇总1号墩墩底荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)组合系数(有利)组合系数(不利)1结构自重27743.81764.320802.911.2(1.0)2基础变位13497.950.9364.40.50.53基础变位2-1759.4-54-499.30.50.54汽车maxM5044.5112.91376.91.41.45汽车minM-6525.5-226.5-2987.91.41.46汽车maxQ5045.1

4、159.21011.81.41.47汽车minQ-6526.1-330.2-2146.71.41.48汽车maxN7987.7112.41007.91.41.49汽车minN-9490.7-225.9-2142.81.41.410汽车制动力-450.7228.42606.60.7x1.40.7x1.411升温作用1127.7-941.9-10735.50.7x1.40.7x1.412降温作用-2351.4864.29924.80.7x1.40.7x1.413地震作用-3060-12031348011注:荷载汇总表中,括号内数字用于偶然组合,括号外数字共用.主墩荷载组合纵向墩顶荷载1号墩内力组合

5、竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)基本组合maxM() (1+2+5+10+12)x1.130646.93708.6-42005.2minN() (1+3+9+10+12)x1.15369.83129.1-33323.6偶然组合() (1+13) x1.127324.3694.4-34893.4按正常使用极限状态设计组合作用短期效应组合max39188.8 582.1 36198.1 45793.3 582.1 37944.3 作用短期效应组合min35001.3 582.1 36198.1 41605.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合max37845.3 582.1

6、36198.1 44449.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合min35083.1 582.1 36198.1 41687.6 582.1 37944.3 纵向墩底荷载1号墩内力组合竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)基本组合maxM() (1+2+4+10+12)x1.137189.93708.643289.5minN() (1+3+9+10+12)11914.23129.137394.2偶然组合() (1+13) x1.127152.2617.437711.2按正常使用极限状态设计组合作用短期效应组合max39188.8 582.1 36198.1 45793.3 58

7、2.1 37944.3 作用短期效应组合min35001.3 582.1 36198.1 41605.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合max37845.3 582.1 36198.1 44449.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合min35083.1 582.1 36198.1 41687.6 582.1 37944.3 因本桥为特大桥,故组合时荷载乘1.1的结构重要性系数(2)横桥向荷载汇总及组合主墩墩顶荷载汇总1号墩墩顶荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)组合系数(有利)1结构自重21794.300 1.02地震作用0-601.0 1

8、7400.01.0主墩墩底荷载汇总1号墩墩底荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)组合系数(有利)1结构自重27743.8 1.02地震作用0-2381.054240.01.0主墩荷载组合横向1号墩内力组合竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)偶然组合墩顶() (1+2) x1.123973.7-661.119140.0墩底() (1+2) x1.130518.2-2619.159664.0因本桥为特大桥,故组合时荷载乘1.1的结构重要性系数2、主墩墩身计算花溪特大桥主桥桥墩为6.75x1.5(m)矩形墩，混凝土采用C50，钢筋采用HRB335。1）、主墩墩身强度验

9、算根据荷载组合判断,桥墩控制断面为墩底断面。纵桥向：桥墩墩底组合II(基本组合)为最不利荷载组合。经配筋计算，桥墩顺桥向上下缘需13332钢筋。横桥向：桥墩墩底组合(偶然组合)为最不利荷载组合。经配筋计算，桥墩顺桥向上下缘按构造配筋即可。2）、主墩墩身裂缝宽度验算（1）墩顶裂缝宽度验算: 按不利荷载组合计算如下:作用短期效应竖向力组合设计值 =恒载+基础变位+1.0x制动力+0.7x汽活+0.8x温度=11059.7kN作用短期效应弯矩组合设计值 =恒载+基础变位+1.0x制动力+0.7x汽活+0.8x温度=26515.5kN·m作用长期效应竖向力组合设计值 =恒载+基础变位+1.0

10、x制动力+0.4x汽活+0.8x温度=13906.9kNWtk(mm)=C1C2C3(ss/Es)(30+d)/(0.28+10)=0.179 裂缝宽度验算满足要求C1=1.0 As(mm2)=107763 Es(MPa)=200000C2=1.629 b(mm)=6750ys(mm)=650C3=0.9h0(mm)=1450s(mm)=1.0钢筋直径d(mm)=32=0.011es(mm)=3047受拉钢筋根数=134z(mm)=1222ss(MPa)=153.27 短期效应组合内力Ns（kN）=11059.7Ms（kN·m）=26515.5长期效应组合内力Nl（kN）=13906

11、.9e0(mm)=2397（2）墩底裂缝宽度验算:按不利荷载组合计算如下:作用短期效应竖向力组合设计值 =恒载+基础变位+1.0x制动力+0.7x汽活+0.8x温度=17009.1kN作用短期效应弯矩组合设计值 =恒载+基础变位+1.0x制动力+0.7x汽活+0.8x温度=29350.1kN·m作用长期效应竖向力组合设计值 =恒载+基础变位+1.0x制动力+0.4x汽活+0.8x温度=19856.3kNWtk(mm)=C1C2C3(ss/Es)(30+d)/(0.28+10)=0.176 裂缝宽度验算满足要求C1=1.0 As(mm2)=107763 Es(MPa)=200000C2

12、=1.584 b(mm)=6750ys(mm)=650C3=0.9h0(mm)=1450s(mm)=1.0钢筋直径d(mm)=32=0.011es(mm)=2376受拉钢筋根数=134z(mm)=1197ss(MPa)=155.46 短期效应组合内力Ns（kN）=17009.1Ms（kN·m）=29350.1长期效应组合内力Nl（kN）=19856.3e0(mm)=1726桥墩全截面配29432钢筋，顺桥向上下缘实际相当于配13432钢筋，横桥向上下缘实际相当于配1332钢筋，混凝土压应力不超过16.2,均满足设计要求。3）、主墩墩身稳定性验算，,， ，,，桥墩为小柔度压杆，不用进行

13、稳定性验算。二、主墩桩基计算1、荷载汇总及组合 花溪特大桥主墩承台为17x10.5x4m混凝土承台，桩基为2.5m钻孔灌注桩,每墩下配置6根桩。因两承台底荷载相差不大，故取1号墩荷载两墩共用，荷载汇总及组合如下:(1)纵桥向荷载汇总及组合主墩承台底荷载汇总主墩承台底荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)1结构自重102191.23305.41428242基础变位1-638.5-87.98117.73基础变位2381.689.2-20299.44汽车maxM2511.7-480.363245.65汽车minM1609.2212.8-40110.46汽车maxN5181.1

14、-372.719233.57汽车minN-109.2105.2-44.78汽车制动力4436103309升温作用227.21623.740458.610降温作用-424.9-1784.8-35506.511承台填土7912.50012地震作用104.5215450808.4注:荷载汇总表中,括号内数字用于偶然组合,括号外数字共用.主墩承台底荷载组合 纵向承台底荷载主墩承台底内力组合竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)基本组合maxN() (1+3+6+8+9+11)x1.1127487.45589.8211801.4maxM() (1+2+4+8+9+11)x1.1123428.9527

15、6.6291473.5偶然组合() (1+12)x1.1112525.36005.3212995.6按正常使用极限状态设计组合作用短期效应组合max39188.8 582.1 36198.1 45793.3 582.1 37944.3 作用短期效应组合min35001.3 582.1 36198.1 41605.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合max37845.3 582.1 36198.1 44449.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合min35083.1 582.1 36198.1 41687.6 582.1 37944.3 按正常使用极限状态设计组合作用短期

16、效应组合max39188.8 582.1 36198.1 45793.3 582.1 37944.3 作用短期效应组合min35001.3 582.1 36198.1 41605.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合max37845.3 582.1 36198.1 44449.8 582.1 37944.3 作用长期效应组合min35083.1 582.1 36198.1 41687.6 582.1 37944.3 因本桥为特大桥,故基本组合时荷载乘1.1的结构重要性系数(2)横桥向荷载汇总及组合主墩承台底荷载汇总编号作用名称竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)1结构自重10

17、2191.2002地震作用02481.577768.5主墩承台底荷载组合横向主墩承台底内力组合竖向力(kN)水平力(kN)弯矩(kNm)偶然组合() (1+2)x1.1112410.32729.785545.42、承台底内力群桩分配因桥位处左、右幅桥地质情况相差不大，故采用左线桥钻孔ZK3、ZK4处地质情况分别计算主墩桩长。1）、1号墩群桩分配1号墩纵向最不利组合为基本组合，横向最不利组合为偶然组合。(1)、地基土比例系数1号墩处，以左线桥钻孔ZK3地质资料计算。桩侧土地基比例系数：桩底土地基比例系数：(2)、“m”法群桩纵向分配结果输入数据:h=49 m lo=0 m alfa = 0.34

18、23 m = 70000.0 Co = 3920000 Ao = 33.183 m2 EA=98174770.4 KN EI = 38349519.700 KN-m2kc=0.5 N= 123428.9 KN V= 5276.6 KN M= 291473.5 KN-m “m”法群桩分配结果基本组合(纵向)： 单桩桩顶内力及地面处的内力列表桩号X坐标NQMMoQo1-6.59565.7879.4887.1887.1879.42020571.5879.4887.1887.1879.436.531577.3879.4887.1887.1879.4单桩maxM2502.2(3)、“m”法群桩横向分配结

19、果输入数据:h=49 m lo=0 m alfa = 0.3453 m = 70000.0 Co = 3920000 Ao = 33.183 m2 EA=98174770.4 KN EI = 38349519.700 KN-m2kc=0.5 N= 112410.3 KN V= 2729.7 KN M=85545.4 KN-m “m”法群桩分配结果偶然组合(横向)： 单桩桩顶内力及地面处的内力列表桩号Y坐标NQMMoQo1-3.2514713.6454.91187.81187.8454.923.2522756.5454.91187.81187.8454.9单桩maxM1945.92）、2号墩群桩

20、分配2号墩纵向最不利组合为基本组合，横向最不利组合为偶然组合。(1)、地基土比例系数2号墩处，以左线桥钻孔ZK4地质资料计算。桩侧土地基比例系数：桩底土地基比例系数：(2)、“m”法群桩纵向分配结果输入数据:h=38 m lo=0 m alfa = 0.3470 m = 75000.0 Co = 3040000 Ao = 33.183 m2 EA=98174770.4 KN EI = 38349519.700 KN-m2kc=0.5 N= 123428.9 KN V= 5276.6 KN M= 291473.5 KN-m “m”法群桩分配结果基本组合(纵向)： 单桩桩顶内力及地面处的内力列表桩

21、号X坐标NQMMoQo1-6.59431.1879.4303.8303.8879.42020571.5879.4303.8303.8879.436.531711.9879.4303.8303.8879.4单桩maxM2163.9(3)、“m”法群桩横向分配结果输入数据:h=38 m lo=0 m alfa = 0.3501 m = 75000.0 Co = 3040000 Ao = 33.183 m2 EA=98174770.4 KN EI = 38349519.700 KN-m2kc=0.5 N= 112410.3 KN V= 2729.7 KN M=85545.4 KN-m “m”法群桩分

22、配结果偶然组合(横向)： 单桩桩顶内力及地面处的内力列表桩号Y坐标NQMMoQo1-3.2514472.1454.9402.8402.8454.923.2522998454.9402.8402.8454.9单桩maxM1445.53、桩长验算1）、1号墩桩长验算1号墩桩长按最不利组合考虑，桩长为49m，按摩擦桩计算。桩顶处单桩内力：N=31577.3 KNQ=879.4 KNM=887.1 KN-m桩底处单桩轴力：N34704.2KN单桩最大弯矩：maxM2502.2KN-m验算单桩轴向受压容许承载力 P1/2（Ulp+AR） R 2m00+ k22(h-3)lp5×120+5.2&

23、#215;200+2.8×260+7.3×160+22.3×120+4.3×160+2.1×2607446 Kpa-ml 49mU D×2.57.854mA D2/4×2.52/44.909m2m0 0.700.700 1200 Kpak2 6.0h 40 m2(5×24.5+5.2×25+2.8×27+7.3×26.5+22.3×24.5+4.3×26.5+2.1×28.2)4925.3 KN/m3R 2×0.7×0.7×1200+6.0×25.3×(40-3) 6680.3 KpaP0.5×(7.854×7446+4.909×6680.3)45637.2KN P34704.2KN 满足设计要求。2)、1号墩桩身强度验算由群桩分配结果，基本组合(纵向)工况下，在距冲刷线下2.45m处弯矩值最大，控制配筋内力值为：P=31733.6 KN M=2502.2 KN-m由群桩分配结果，偶然组合(横向)工况下，在距冲刷线以下2.4