桩柱式桥台计算

1、无锡至张家港高速公路桩柱式桥台台帽位移计算书编制单位一公司项目负责人计算复核公司（室）级审核院级审核中交第二公路勘察设计研究院一、 基础资料台后填土内摩擦角？二30° ,台帽长B= 17.54m （计算宽度b=17.24m ）,桩间距为6.1m,桩径d=1.5m,耳墙宽0.3m，台后填土高 H=5.0m填土容重r = 18.0 km/m，台帽背墙高为 hl = 1.2+1.83 = 3.03m, 桥台帽梁截面尺寸为 bx h= 1.8 X 1 .2m 。桥跨上部构造为 25m 小箱梁， 上构恒载、桥跨活载 产生的弯矩与台后土压力产生的弯矩方向相反，其值越小对结果越为不利，桥台位移计算

2、时未考虑上述荷载产生的弯矩（最不利计算）。搭板及台后活载产生的弯矩需计算，方法为由汽车荷载换算成等代均布土层厚度：Gh= -bl°r式中，I。为破坏棱体长度，b为台帽长，当台背竖直时， I0=HtgB, H=5.0m由 tg 9 =-tg 3 + . （ctg tg ）（tg tg ） =0.653，其中45°得l0 =5x 0.653=3.265m在破坏棱体长度范围内并排放三辆重车，车后轮重为2X 140=280, 三辆车并排折减系数为 0.78，得 G =3X 280X 0.78=655.2KN搭板产生的重力 G =0.35 X 3.265 X 14.25 X 25=4

3、07.1KN所以 得：h 活载=655.2/（ 17.24 X 3.265 X 18）=0.647mh 搭板=407.1/ （17.24 X 3.265 X 18）/2=0.201m计算时，把h活载和h搭板合计到"P2即考虑了搭板和台后活载引起对桥台的主动土压力。二、 计算桩径 d= 1.5m （台后填土高 H=5.0m ）土压力系数：台后填土内摩擦夹角 （t=30°填土表面与水平面的夹角B=° （台后填土水平）桥台背墙与垂直面的夹角a=° （背墙竖直）台背或背墙与填土的夹角3=砂 2 =15°cos2()主动土压力系数COS2 COS( )1

4、严耐).Y COS()COS() COS2(300 )2COS 2 0 COS (0 15)1 Sin(30 15 )Sin(300 )COS (0 15 ) COS (0 0 )=0.3014土压力强度:p1 二卩后 x rx h1+p 活载 + p 搭板=0.3014 X 18X( 3.03+0.647+0.201 )= 21.039 (k n/m2)p2=卩后x rx h2+ p 活载 + p 搭板= 0.3014X 18X( 5.0+0.647+0.201 )= 31.727 (kn/m2) 台背高度范围内台后土压力及其产生的弯距H= 1/2 X P1X h1 X B1=1/2 X 2

5、1.039 X 3.03 X 17.24=549.5 ( kn)11e1桩顶=h1 =3.03 = 1.01 (rr)3322e1地面=H-h1 =5-3.03 = 2.98 (r)33M 桩顶=HX e1 桩顶=549.5 X 1.01=555.0 (kn.m)M 地面=H X e1 地面=549.5 X 2.98=1637.5 (kn.m ) 台身桩柱范围内台后土压力及其产生的弯距b= 0.9X( d+1 )= 0.9X( 1.5+1 )= 2.25mH21 = 1/2 X( p2 p1)X( H-h1)X bX nX( H-h1) /3=1/2 X( 31.727 21.039 )X(

6、5-3.03 ) X 2.25 X 3X( 5-3.03 ) /3 =46.6 (kn)H22 = p1 X( H-h1)X bX nX( H-h1) /2=21.039 X( 5-3.03 )X 2.25 X 3X( 5-3.03 ) /2=275.6 (kn )M2 地面=H21X( H-h1) /3+ H22X( H-h1 ) /2=46.6X 1.97/3+275.6 X 1.97/2=302.1 (kn .m) 台身桩柱范围内台前溜坡土压力及其产生的弯距主动土压力系数COS.2Hsin sin()1 Jcosa= atan (1/1.5 )前=0.249土压力强度:h 前=5-(3+

7、140.75)/1.5 = 2.567 (m)2p 前=前 x r x h 前=0.249 x 18x 2.567 = 11.52 (kn/m )1 1H前=-p前x h前x bx 3=-11.52 x 2.567 x 2.25 x 3=-99.8 (kn)2 211e 前=h 前=2.567 = 0.856 (m)3 3M 前=H 前 x e 前=-99.8 x 0.856=-85.4(kn.m) 桩顶及地面处的外力由于桥跨上构恒载、活载产生的弯矩与台后土压力产生的弯矩方向相反，其值愈小对结果愈为不利，本计算未考1357.3虑上述荷载产生的弯矩（最不利计算），其中由帽梁程序计算的单柱桩顶反力

8、为：恒载KN 活载 678.5KN。恒载安全系数为1.2，活载为1.4,则桩顶处外力为：N 顶=1357.3 x 1.2+678.5 x 1.4 = 2578.7 (kn)H 顶=549.5 x 1.4/3 = 256.4 ( kn)M 顶=555.0 x 1.4/3 = 259.0 ( kn.m)地面处外力为：N 地=2578.7+3.1415 x 1.5 x 1.5 x( 5-3.03 ) x 26x 1.2/4 = 2687.3 ( kn)H 地=256.4+ (46.6+275.6-99.8 )x 1.4/3 = 360.2 ( kn)M 地=259.0+ (1637.5+302.1-

9、85.4 ) x 1.4/3 = 1124.3 ( kn.m) 基桩的变形系数基桩的计算宽度 b 0= 0.9 x (d+1) x n = 6.75 (m)25 号混凝土 E h= 2.8 x 107 (kap)I= nx D/64=0.049087 x 1.5 4=0.248505 ( nJ 地基比例系数(”uj/id|) 0000 L=UJ=5mbO10000 6.75；0.67 E h I 0.67 2.8 10 70.248505基桩长度为L=30m=0.4287h =a L=0.4287 X 30=12.86>2.5 按弹性桩计算基桩顶的水平位移计算查表得:HH= B3 D4

10、B4 D3 =2.441A B4 A4 B33MH= A3D4ADp =1.621B3 C4 B4 C33 =1.62134 43hm= 44MM= A C -A -G =1.751A3 B4 A4 B3A3 B4 A4 B3P0=1时的位移及转角(0) hh13 X hh=-37X 2.44 仁 6.645X 10-63 E I0.42870.67 2.8 100.2485(0) mh1127X 1.621=1.89198 X 10FX MH6M0=1时的位移及转角0.42870.67 2.8 100.2485(0) hm1? x hm =27X 1.62 仁 1.89198 X2E I10

11、-6(0)mm1 X0.42870.67 2.8 1070.248X 1.751=0.87614 X 10-6mm= I0.4287 0.67 2.8 101 70.2485地面处的水平位移A3 B4A4 B3Xq= HoX(0)hh+ MqX hm=360.2 X 6.645 X 10-6+1124.3 X 1.89198 X 10-6 =4.521 (mrh <6mm满足规范要求地面处的转角 0= - ( HDX Mh + MqXmm)=-(360.2 X 1.89198 X 10-6 +1124.3 X 0.87614 X 10-6)=- 0.001666526 (rad )地面以上基桩在土压力作用下的弹性位移hwa H-h仁5-3.03 = 1.97(m)q1 a p1X b 仁 21.039 X 2.25 a 47.338(kn/m)259.02256.4311 47.3384 71.3861.971.971.972466186034661860120 4661860=0.000269677 (m