双柱式桥墩设计算例

TOC\o"1-5"\h\z班 级：姓 名：学 号：指导老师：2013年6月目录\o"CurrentDocument"一、 设计资料 3\o"CurrentDocument"二、 设计内容 4\o"CurrentDocument"三、 具体设计 41、 墩柱尺寸拟定 42、 盖板设计 52.1永久荷载计算 52.2可变荷载计算 7a.可变荷载横向分布系数计算： 7b.可变荷载横向分布后各梁支点反力12各梁永久荷载、可变荷载反力组合： 13土双柱反力Gi计算142.3内力计算15TOC\o"1-5"\h\z2.4截面配筋设计与承载力校核 182.5按构造要求设置斜筋与箍筋 193、 桥墩墩柱设计 203.1荷载计算 21恒载计算 21汽车荷载计算 21c-双柱反力横向分布计算 22荷载组合 233.2截面配筋计算及应力验算 23钻孔桩计算 264.1荷载计算 264.2桩长计算 29四、A3图纸29公路钢筋混凝土桥墩设计一、设计资料以一座3孔预应力混凝土简支梁桥（面布置如图1）为设计背景，进行公路钢筋混凝土桥墩设计。_I.__I.__L_H 0.8H图1桥梁立面布置图桥梁上部结构：标准跨径13m，计算跨径12.6m，梁全长12.96m。桥面净宽：净7+2X0.75m人行道，横断面布置：见图2（单位：厘米）。刻者;WtiI用31图2桥梁横断面布置图上部结构附属设施恒载：单侧人行道5kN/m，桥面铺装自己根据铺装厚度计算。设计活载：公路一1级人群荷载：3kN/m2主要材料：主筋用HRB335钢筋，其他用R235钢筋混凝土：混凝土为C40支座板式橡胶支座，摩擦系数f=0.05地质水文资料（1） 无流水，无冰冻。（2） 土质情况：考虑墩底与基础固结，基础承载能力良好。二、设计内容（一） 桥墩尺寸拟定（二） 桥墩荷载及荷载组合计算（三） 桥墩配筋（四）桥墩检算

三、具体设计1、墩柱尺寸拟定CLh-CLh-2、盖板设计2.1永久荷载计算1.上部结构永久荷载:人行道：5kN/m桥面铺装：为简化计算三角形区域取平均值。混凝土垫层平均高度:铺装总高度12cm铺装重量:q辅=yfe=25xO.12=3KN/m

T型梁：每片梁面积:S=OJ8xL5+0.1xl.6+0.04xL42=0,4868*=25>:0.4868=12J1KN/m每片边梁自重(kN/m)每片中梁自重(kN/m)一孔上部构造自重(kN)每一个支座恒载反力(kN)15号2、3、4号1119kN1、5号2.3.4号20.0316.26126.2102.42、盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)1601:43701601:4O9j S1盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算截面编号分块自重(kN)弯矩(kN・m)剪力(kN)V左V右0-0(0.6+0・9)x0.5x0.5x1.2x25=11.25-9x0,25-2.25xO.5名3=—2.62-11.25-11.251-1(0.9+12)x05x0.5x1.2x25=15.75-18x0.5-9x1x0.5十3=—10.5-27-272-20.6xL2xl,2x25=21.6—28."爵-lO.gx0・3—9x(0.6十033)=-345-48.675.63-30.5x1.2x1.2x25=18124,2x0.5—37岛xLOS-19*8x0.55—9x1433=—1部57.657.64-412xL6xL2x25=57.6124+2xll-66+6xL85-48.6xl.35-9x3=4500桥墩中心支反力F=69.3+43.8=124.2kN2.2可变荷载计算可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆发，非对称布置时用偏心受压法。公路一I级a.单车列，对称布置（图3）时：%二彷二°%F=Lo.5625=02812/二1（0,4375+04379）=0.438段双车列。对称布置（图4）时:

彷-^75- 5632-0.266%—儿=?(0.4375+0.4379)=0.438用=|(0593S+05938)-0.594P/2I"-9。一虬一160_1€0一〜160-一160N号梁3N号梁3号梁4号梁0.137510.43750.5625I图3（尺寸单位：cm）172 P/2 V/2 P/2，J：一储。__L3O一_180，J：1•弁梁1146«8注40622号梁3号梁0.59：琪1<k的豚4号梁0.40«2.H号梁L0.4C88O.5^121I0.5312图4（尺寸单位：cm）c.单车列，非对称布置（图5）时1721802P黑lJ/2172 P/2”172-130—_180一图5（尺寸单位：cm）由冶二上+皿/(2、疽)7，已知n—5"—2」0,2£/-2(L60I+3201)-25.60,TOC\o"1-5"\h\z则 一n.=-+ =°so+0.263=0.4635 25.60=l+2，lxL6=0.200+0.131=0.33】25 25.60=—=0.2005“4=1—0.131=0.069=1-0.263二一0.0635d.双车列，非对称布置（图5）时:22/二2560，则:一+一兰空£=02oo+o.O69—0.2695 25.60]_十°5昧16=°Ro。*o034=02345 25.60%='=0-2001饥=§-0.034=0J66务=|-0.069=0431②人群荷载q广0.75X3=225（kN/m）两侧有人群，对称布置时（图6）：q=%=1.422H2=T|4=-0.422以=0单侧有人群，对称布置时（图6）：c=32+0.500=3.700,2£/=2560q—61七 q人I f▲▲▲▲▲L122L[号jn二二坤、、-j

0L43S图6（尺寸单位：cm）则：I387S<32n=-+-― =020CB-0484=0.684]5 25.60I3,875xL6r|2=-+-———=0.200+0.242=0.4425 25*60r\3=-=0.20051^=|-0242=-0.042r|.=--0.484=-0.284按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载的反力值（图7）10,5kN/m210.4kNf rj —: ：—:! 4 T p T1[p T1 T F ! T图7（尺寸单位：cm）①公路-级双孔布载单列车时:B-12伫加5+2W4-3必州）双孔布载双列车时：25=2x342.7=6S5.4（JW）单孔布置单列车时:21D.4—27&6（用）单孔布载双列车时：2B=SS3A（kN）②人群荷载（图8）单孔满载时:-2.25xixl.008x12.6-14.3（做）（一侧）双孔满载时（一侧）:珥=氐=143（枷）Bi+坊=2&6（硒）qA=2.25kW/B雅七人样梨孔人群I.OOD图8（尺寸单位：cm）b.可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为&=B玷足=B玷）,见表3各梁支点反力计算表3何载横向分布情况公路TI级荷载（KN）人群荷载（KN）计算方法何载布置横向分布系数n单孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法算单列行车公路-级ni=on4=0.281n3=0.438n2=0.281n5=o276.6077.7121.277.70342.7096.3150.196.30双列行n1=0.266553.1147.1685.4182.3

车公路-级n2=0.438n3=0.594n4=0.438n5=0.266242.3328.5242.3147.1300.2407.1300.2182.3人群荷载n1=1.422n2=-0.422n3=0n4=-0.422n5=1.42214.320.3-60-620.328.640.6-120-1240.6非对称布置按杠杆法算单列行车公路-级n1=0.463n4=0.331n3=0.200n2=0.069n5=-0.063276.6128.191.655.319.1-17.4342.7158.7113.468.523.6-21.6双列行车公级n1=0.269n2=0.234n3=0.200n4=0.166n5=0.131553.1148.8129.4110.691.872.4685.4184.4160.4137.7113.889.8人群荷载n1=0.684n2=0.422n3=0.200n4=-0.042n5=-0.28414.39.862.9-0.6-4.128.619.6125.8-1.2-8.2各梁永久荷载、可变荷载反力组合:计算见表4,表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为:1+u=1+0.3=1.3各梁永久荷载、可变荷载基本组合计算表（单位:kN） 表4编号何载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R5恒载252.4204.8204.8204.8252.4公路-■级双列对称237390.3529.2390.3237公路-■双列非对称239.7208.5179148116.7人群对称40.6-120-1240.6⑤人群非对称19.6125.8-1.2-8.2⑥1+②+④530583.1734583.1530⑦1+②+⑤509607.1739.8593.9481.2⑧1+③+④532.7401.3383.8340.8409.7⑨1+③+⑤518425.3389.6351.6360.9土双柱反力Gi计算（图9）,所引用的各梁反力见表5由上表可知对称荷载作用下两柱反力一致，非对称作用下左边柱子反力大。双柱反力G

计算表5何载组合情况计算式反力G.(KN)组合⑥公路一.级双列对称人群对称142(5305.3+583.13.7+7342.1+583.10.5—530X1.1)=1480.11480.1组合⑦公路一.级双列对称人群非对称142(5095.3+6073.7+7402.1+5940.5—481.2X1.1)=1491.71491.7组合⑧公路一.级双列非对称人群对称142(532.75.3+401.33.7+383.81150.9

2.1+340.80.5—409.7X1.1)=1150.9组合⑨公路一.级双列非对称人群非对称142(5185.3+425.33.7+389.62.1+351.60.5—360.91.1)=1170.51170.5由表5可知，偏载左边的立柱反力最大(G1>G2)，并由荷载组合⑦时(公路一I级、双列非对称布置与人群对称组合)控制设计。此时G1二1491.7kN，G2二1439.3kN。2.3内力计算1.恒载加活载作用下各截面的内力(1)弯矩计算(图9)截面位置见图9示。为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中弯矩取用对称布置时数值。按图9给出的截面位置，各截面弯矩计算式为：M①-①=0M②-②=-R1x0.50M③-③=-R1x1.10M④-④=-R1x1.60+G1x0.50M⑤-⑤=-R1x3.20+G12.10—R1.60Gt GS图9(尺寸单位：m)各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6,注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。各截面弯矩计算表3-24何载组合情况墩柱反力(kN)梁支座反力(kN)各截面弯矩G1R1R2截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4组合公路-II级双列对称1480.1530583.1-265-583-107.9479.3组合公路-II级双列对称1491.7509607.1-254.5-559.9-68.55532.4组合公路-II级双列非对称1150.9532.7401.3-266.4-586-276.970.2组合1170.5518425.3-259-569.8-243.6120

公路-II级双列非对称(2)相当于最大弯矩时的剪力计算一般计算公式为：截面1-1：V左二0,V右二-R1截面2-2：V左二V右二-R1截面3-3：V左二-R1,V右二G1-R1截面4-4：V左二G1-R1,V右二G1-R1-R2截面5-5：V左二G1-R1-R2,V右二G1-R1-R2-R3计算值见表7各截面剪力计算表7何载组合情况墩柱反力G1kN梁支座反力(KN)各截面剪力(KN)截面0-0截面1-1截面