下部结构-xxx村桥下部结构计算书(最终)

PAGE鲁村桥下部结构计算书桥台计算一、设计资料桥台盖梁、背墙、桩均为C30钢筋混凝土构件，台后填土及溜坡填土密度为；填土的内摩擦角。二、盖梁计算(一)荷载计算1、恒载计算(1)、上部恒载计算引用主梁计算结果(通过midas计算)，上部结构在桥台处产生的恒载反力为:，单支座受到的反力为。(2)、下部恒载计算(盖梁和背墙荷载)化成均布荷载为:(3)、盖梁在恒载作用下的内力计算恒载作用下内力计算:弯矩以下侧受拉为正，剪力以使结构顺时针转动为正。；；。2、活载计算汽车荷载和人群荷载对桥台处产生的竖向反力最大值分别为853.8kN和49.3kN；竖向反力最小值分别为-171.7kN和-14.5kN。由主梁计算结果得:，，(1)对称布载时盖梁在活载作用下的内力计算:，，，，，，，(2)非对称布载时盖梁在活载作用下的内力计算:利用偏压法计算:，其中G为荷载(汽车荷载为4和4，人群荷载为和，e为G到中间支座中心的偏心矩(汽车荷载为0.55m,人群荷载为3.8m),为第i个支座到中间支座的距离(两边支座到中间支座的距离为1.8m)，由此得到:，，，，，，，，，，，3、温度作用计算温度降低30度、升高20度在桥台处产生的反力分别为10.1kN和-6.7kN；考虑温度梯度升温、降温在桥台处产生的反力分别为80kN和-40.1kN。4、盖梁内力组合(承载能力极限状态基本组合)

(1)对称布载弯矩组合:剪力组合:

(2)非对称布载弯矩组合:剪力组合:(3)最不利荷载组合弯矩组合:对称布载，盖梁跨中弯矩组合:剪力组合:非对称布载，盖梁支点内侧剪力组合:(二)盖梁截面配筋及验算1、盖梁截面纵向配筋计算已知，，，，。，，→→→→实际配筋24φ20钢筋截面面积为:2、盖梁弯矩承载能力验算(1)配筋率验算:→,满足规范对防止超筋的规定，满足规范对防止少筋的规定。(2)承载能力验算满承载能力的要求。(3)盖梁裂缝宽度验算短期效应组合:长期效应组合:最大裂缝宽度Wfk按下列公式计算:C1——钢筋表面形状系数，由于是带肋钢筋,C1=1.0C2——作用长期效应影响系数,C3——与构件受力性质有关的系数，钢筋砼梁式受弯构件，C3=1.0σss——钢筋应力ρ——纵向受拉钢筋配筋率，取则最大裂缝宽度为:满足规范对裂缝宽度的要求。三、桥台桩计算钻孔灌注桩直径为1.2m，用C30砼，纵筋、箍筋均采用HRB335筋，灌注桩按(《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007)中的m法计算内力，m值为8000kN/m4(粘质粉土)。桩身混凝土受压弹性模量Ec=3.0×104MPa。(一)荷载计算1、上部恒载在桥台处产生的反力:(引用盖梁计算数据)单桩受到的上部恒载反力为:2、桥台盖梁及背墙自重荷载:(引用盖梁计算数据)3、桩身自重与置换土重的差值为:土的容重加权平均值为:4、台后土压力计算土压力按台背竖直，；填土内摩擦角计算；台后填土为水平，。其中，计算土层高度为H=2.6m。(1)台后无车桥台受到的主动土压力:(2)台后有车，桥台受到的主动土压力:由汽车荷载换算的等代均布土层厚度:式中:为破坏棱体长度，对于台背为竖直时,，破坏棱体范围内布置一个重轴，故:,则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下所引起的土压力为:主动土压力的着力点自计算土层底面算起，。5、可变荷载单桩反力计算(1)对称布载，单桩反力计算单桩受到的汽车反力为:单桩受到的人群反力为:(2)非对称布载，单桩反力计算单桩反力影响线如下图:单桩受到的汽车反力为:单桩受到的人群反力为:6、温度作用产生的竖向力计算考虑温度降低30度在桥台处产生的反力:；考虑温度梯度升温在桥台处产生的反力:。7、温度力计算:(降低30度)(1)计算支座刚度:桥台处有一排共3个支座，每个支座尺寸为300×500mm，橡胶层总厚度为25mm,。该桥为对称结构，两侧刚度相同，温度零点在桥中心处，与桥台处支座中心的距离为49.53m。温度力作用点取支座底面。(2)计算桩的刚度:假设在支座底面作用1000kN的水平力，通过程序计算，，为桩顶处桩的位移，为桩顶处桩的转角，L为支座底面到桩顶的距离，为支座底面处的水平位移。(3)温度力:(二)桩长计算1、单桩头受到的竖向力的最不利组合:非对称布载时，单桩受力最不利:地勘情况见地勘报告(拟定桩长25m)钻孔灌注桩的承载力容许值:，—单桩轴向受压承载力容许值，桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑—桩身周长(m)—桩端截面面积(m2)n—

土的层数—桩顶以下各土层的厚度(m)—与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值(kPa)—桩端处土的承载容许值(kPa)，当持力层为砂土、碎石土时，若计算值超过下列值时，宜按下列值采用:粉砂1000kPa；细砂1150kPa；中砂、粗砂、砾砂1450kPa；碎石土2750kPa；—桩端处土的承载力基本容许值(kPa)—桩端的埋深度(m)，埋深由河底线算起；—容许承载力随深度的修正系数，根据桩端处持力层土类按所用规范表3.3.4选用；—桩端以上各土层的加权平均重度(kN/m3)—修正系数，按所用规范的表5.3.3-2选用；—清底系数，按所用规范的表5.3.3-3选用。(土层状况图)拟定桩长满足承载力要求！(三)桩配筋计算

(m法)及强度验算1、桩的计算宽度b12、桩的变形系数α，(桩截面配筋图)可按弹性桩计算。3、河底以下深度z处桩身截面的弯矩和剪力计算及强度验算。作用于河底处桩截面的外力为:(承载能力极限状态荷载组合)(1)桥上有车，台后无车(2)桥上无车，台后有车(3)根据规范《公路桥涵地基与基础设计规范》P.0.3的算法，通过程序计算:①桥上有车，台后无车，计算内力如下表:桩身埋置深度z(m)弯矩(kN·m)剪力(kN)0.0441.26136.740.6520.49123.121.2585.0289.541.8625.8845.632.4639.29-0.803.0625.59-43.923.6588.06-79.76②桥上无车，台后有车，计算内力如下表:桩身埋置深度z(m)弯矩(kN·m)剪力(kN)0.0434.93305.660.6613.56282.571.2767.08224.701.8879.36147.542.9957.90-3.063.0956.96-15.763.6926.15-84.694、桩的承载能力验算①桥上有车，台后无车，桩承载能力验算:验算最大弯矩z=2.4m处桩截面，该处的内力值为:，，，，假设ξ=0.67，则A=1.7147B=0.6615C=0.9430D=1.5534与实际计算偏心距基本相符。进行承载力验算:满足承载力的要求。②桥上无车，台后有车，桩承载能力验算:验算最大弯矩z=2.9m处桩截面，该处的内力值为:，，，，假设ξ=0.42，则A=0.9268B=0.5620C=-0.3798D=1.8943与实际计算偏心距基本相符。进行承载力验算:满足承载力的要求。桥墩计算一、设计资料薄壁墩采用C40钢筋砼构件,承台为C30钢筋砼构件，桩为C30水下钢筋砼构件。桥墩基础为群桩接承台基础。桥墩主梁固定铰接。模拟群桩弹性基础，薄壁墩基础刚度，水平刚度:490335kN/m，转动刚度:29085832.3kN·m/rad。二、桥墩计算(一)荷载计算1、引用主梁计算结果荷载列表如下:桥墩底面受到的内力:内力(桥墩底面处)(kN,m)荷载类型竖向力水平力弯矩自重5786.6-138524.5二期1387-41.5157.9升温20℃6.7-944.73589.7降温30℃-10.11417-5384.6温度梯度升温-80-113.7432.1温度梯度降温40.157-216.6人群(Max弯矩)弯矩控制58.54-7.6429.02人群(Max竖向)竖向力控制158.62-0.532.01人群(Min弯矩)弯矩控制86.573.29-12.5人群(Min竖向)竖向力控制-13.52-3.8214.5汽车(Max弯矩)弯矩控制733.78-76.54266.94汽车(Max竖向)竖向力控制1248.421.46-3.07汽车(Min弯矩)弯矩控制540.7833.5-115.79汽车(Min竖向)竖向力控制-164.78-52.34176.98地震(纵向)正0-1220.54967.4反01220.5-4967.4注:竖向力压力为正，剪力指向桥内侧为正，弯矩靠近桥中心侧受拉为正。2、制动力计算一个设计车道制动力计算(公路Ⅱ级)使桥墩产生最小弯矩时汽车在主梁上的加载长度为40m;,则则同向行驶双车道的制动力为:则每根桥墩分得的剪力为:桥墩底面制动力产生的弯矩均为:3、桥墩承载能力基本组合桥墩底面弯矩最小组合自重+二期+汽车(min弯矩)+降温(30℃)+温度梯度降温+制动力竖向力组合弯矩组合:剪力组合:4、偶然组合:自重+二期+预应力+地震力(正)桥墩底弯矩最大组合竖向力组合:弯矩组合:剪力组合:5、最不利荷载组合自重+二期+汽车(min弯矩)+降温(30℃)+温度梯度降温+制动力竖向力组合弯矩组合:剪力组合:(二)桥墩截面配筋验算1、偏心受压验算左墩底面承载能力基本组合(

弯矩控制)桥墩采用对称配筋不计偏心增大系数属于大偏心受压2、配筋率验算全截面全部纵向钢筋配筋率为:

一侧纵向受拉钢筋配筋率:

3、桥墩裂缝宽度计算短期效应组合:长期效应组合:最大裂缝宽度Wfk按下列公式计算:C1——钢筋表面形状系数，由于是带肋钢筋,C1=1.0C2——作用长期效应影响系数,C3——与构件受力性质有关的系数，偏心受压构件，C3=0.9σss——钢筋应力，ρ——纵向受拉钢筋配筋率则最大裂缝宽度为:满足规范要求。三、桥墩桩计算钻孔灌注桩直径为1.2m，桩长为25m，用C30钢筋砼构件，纵筋采用HRB335筋，箍筋采用R235筋，钻孔灌注桩按(《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007)中的m法计算内力，m值为10000kN/m4(粘质粉土)。桩身混凝土受压弹性模量Ec=3.0×104MPa。(一)荷载计算1、上部荷载及桥墩荷载引用桥墩计算时荷载2、承台荷载计算:3、承台顶面土压力计算(二)桩长计算1、承台底面最不利荷载组合计算承台底面中心受到的最不利荷载组合:(竖向力控制)内力(承台底面中心处)(kN,m)荷载类型竖向力水平力弯矩自重9280.5-138800.5二期1387-41.5240.9升温20℃6.7-944.75479.1温度梯度降温40.157-330.6人群(Max竖向)竖向力控制158.62-0.533.07汽车(Max竖向)竖向力控制1248.421.46-5.99总和12121.34-1066.276186.98自重包括承台自重和承台顶面土压力2、群桩计算桩头最大反力(1)桩间影响系数计算，则:(2)通过群桩程序计算桩头竖向最大反力为2323.1279kN。3、桩承载力验算地勘情况见地勘报告(拟定桩长25m)钻孔灌注桩的承载力容许值:，—单桩轴向受压承载力容许值，桩身自重与置换土重的差值作为荷载考虑—桩身周长(m)—桩端截面面积(m2)n—

土的层数—桩顶以下各土层的厚度(m)—与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值(kPa)—桩端处土的承载容许值(kPa)，当持力层为砂土、碎石土时，若计算值超过下列值时，宜按下列值采用:粉砂1000kPa；(土层状况图)细砂1150kPa；中砂、粗砂、砾砂1450kPa；碎石土2750kPa；—桩端处土的承载力基本容许值(kPa)—桩端的埋深度(m)，埋深由河底线算起；—容许承载力随深度的修正系数，根据桩端处持力层土类按所用规范表3.3.4选用；—桩端以上各土层的加权平均重度(Kn/m3)—修正系数，按所用规范的表5.3.3-2选用；—清底系数，按所用规范的表5.3.3-3选用。拟定桩长满足承载力要求！(三)桩配筋计算(群桩计算)及承载能力验算1、桩的计算宽度b12、桩的变形系数α，(桩截面配筋图)可按弹性桩计算。3、桩头以下深度Z处桩身截面弯矩和剪力计算(1)作用于承台中心最不利荷载组合(承载能力极限状态组合)自重+二期+降温30℃+温度梯度降温+汽车+制动力承台中心受到的最不利荷载组合内力荷载类型承台底面中心内力(kN,m)竖向力水平力弯矩自重9280.5-138800.5二期1387-41.5240.9降温30℃-10.11417-8218.6温度梯度降温40.157-330.6汽车540.7833.5-182.79制动力090-535.5竖向力组合:弯矩组合:剪力组合:(2)根据规范《公路桥涵地基与基础设计规范》P.0.6的算法，通过程序计算:单桩桩头最大内力为:，，根据规范《公路桥涵地基与基础设计规范》P.0.3的算法，通过程序计算得桩沿埋入深度的内力见下表:桩身