下部结构-路人行桥下部结构计算书

计算书

工程名称新建孔家井西路人行桥

工程编号_________LQU3-SG-002a______________

计算内容下部结构计算书_______________

计算人_____________________________________

校对人_____________________________________

审核人_____________________________________

审定人_____________________________________

200年月日

新建孔家井西路人行桥-一下部结构计算

目录

一、结构概况.....................................................................1

二、设计标准.....................................................................1

2.1设计标准.................................................................1

2.2设计规范................................................................2

三、主要计算参数取值............................................................2

3.1荷载类型................................................................2

3.2主要材料................................................................2

四、但工桥台计算.................................................................3

4.1上部结构传力、台身自重..................................................3

4.2台后土压力..............................................................3

4.3台身受压承载力验算......................................................7

4.4台身抗剪承载力验算......................................................9

4.5基底应力验算...........................................................II

4.5基础抗滑验算...........................................................13

五、垮工桥墩计算................................................................14

5.1上部结构传力、墩身自重.................................................14

5.2墩身地震力作用.........................................................14

5.3墩身受压承载力验算.....................................................15

5.4墩身抗剪承载力验算.....................................................17

5.5基底应力验算...........................................................18

I

新建孔家井西路人行桥-一下部结构计算

一、结构概况

本桥为单跨3x6米装配式预应力混凝土简支空心板桥。桥梁长22米，全宽2.3米。

下部结构为培工结构，扩大基础。

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24.684

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C-CB

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B-B

图l.l总图

二、设计标准

2.1设计标准

人群荷载：4.75kPa;

I

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

地震峰值加速度系数0.2;

设计洪水频率：50年一遇

2.2设计规范

《公路工程抗震设计规范》(JTJ004—89);

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ015-86)；

《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)

三、主要计算参数取值

3.1荷载类型

计算荷载类型表3-1

荷载分类荷载名称

结构重力(包括结构附加重力)

永久作用

预应力

可变作用人群荷载

偶然荷载地震力

3.2主要材料

结构使用材料性能表表3-2

项目参数

块石砂浆砌体轴心抗

2.37Mpa

压强度设计值

轴心抗拉强度设计值

0.052MPa

ftd

墩台身选用弯曲抗拉强度设计值

0.061MPa

MU30石材，ftmd

砂浆标号M5弯曲抗剪强度设计值

0.052MPa

fvd

弹性模量Ec4000MPa

线膨胀系数a8x10^

容重r25kN/m；!

2

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

四、与工桥台计算

4.1上部结构传力、台身自重

表4.1

偏心品巨(m)

竖向力距基础

距台身距基础距台底

(kN)底部中

前沿前沿部中心

心

预制空心板53.04-0.35-1.150.740.74

现浇混凝土桥

恒载16.50-0.35-1.150.740.74

上部传力面

护栏48.00-0.35-1.150.740.74

活载人群2S.5()-0.35-1.150.740.74

台帽26.67-0.43-1.230.660.66

墩身自重

墩身286.35-0.80-1.600.280.28

恒载

第1台阶115.09-1.09-1.890.000.00

基础自重

第2台阶183.79-1.09-1.890.000.00

4.2台后土压力

4.2.1主动土压力系数

据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)公式【423-51。

COS2(67-a)

4=----------------F_I.-----------予

2业z,、isin4+5)sin(。一夕)

cos~a*cos0+6)1+J-------------仁一

ycos@+b)cos0-0)

表4.2台身主动土压力系数

土的内摩擦角6=0.610935度

挡土墙夹角a=0.380721.81度

填土与挡土墙面夹角P=0.00000度

填土与墙背摩擦角8=<|)/20.3054

U=cos(6-a)-2/(cosa-2*cos(a+6)

挡土墙主动土压力系数H=0.441*(l+sqrt(sin(6+6)*sin(6-B)/

cos(a+6)/cos(a-g)))^2)

表4.3基础主动土压力系数

土的内摩擦角6=0.610935度

挡土墙夹角a=0.00000.00度

3

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

填土与挡土墙面夹角8=0.00000度

填土与墙背摩擦角3=6/20.3054

H=cos(<b-a)"2/(cosa-2*cos(a+6)

挡土墙主动土压力系数U=0.246*(l+sqrt(sin(4>+3)*sin(6-B)/

cos(a+8)/cos(a-p)))*2)

4.2.2台后土体作用

据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)公式1423-4】可计算主动土压力，对

于台身为俯墙式的特点应将其分解为竖向分力和水平分力。

表4.4台身主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/m3

桥台计算宽度B二2.30m

台身计算高度H二4.24m

主动土压力系数u=0.44偏心距(m)

距基础

距台身距基础距台底

主动土压力E二163.78kNE=l/2*u*r*B*H"底部中

前沿前沿部中心

心

主动土压力水平分

Ex二126.71kNEx=E*cos(a+S)1.412.411.412.41

力

主动土压力竖向分

Ey=103.76kNEy=E*sin(a+5)-1.606-2.406-0.521-0.521

力

表4.5基础第一台阶主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/mJ

基础计算宽度B二3.10m

基础顶高度hl=4.24m

基础底高度h2=4.74偏心距(m)

距台距基距台距基础

主动土压力系数u二0.25身前础前底部底部中

沿沿中心心

E=l/2*u

主动土压力E二30.81kN00.7500.75

*r*B*(hl+h2)*(h2-hl)

表4.6基础第二台阶主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/m3

基础计算宽度B二3.90m

基础顶高度hl=4.74m

基础底高度h2=5.24偏心距(m)

距台距基距台距基础

主动土压力系数u=0.25

身前础前底部底部中

4

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

沿沿中心心

E=1/2*u

主动土压力E二43.08k\00.2500.25

*r*B*(hl+h2)*(h2-hl)

4.2.3台后人群活载作用

将台后人群活载按等效土层厚度计入。

t=p/r=4.75/l8=0.26m;

式中：

p-----人群集度。

I——土体重力密度。

表4.7台身主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/m3

桥台计算宽度B二2.30m

等效土厚t=0.26m

台身计算高度H=4.24m

主动土压力系数u=0.44偏心品巨(m)

距台距基距台距基础

主动土压力E=20.40kNE=u*r*B*H*t身前础前底部底部中

沿沿中心心

主动土压力水平分力Ex=15.78kNEx=E*cos(a+6)2.123.122.123.12

主动土压力竖向分力Ey=12.92kNEy=E*sin(a+8)-1.32-2.12-0.24-0.235

表4.8基础第一台阶主动土压力

3

土的重力密度r二18.00kN/m

基础计算宽度B二3.10m

等效土厚t=0.26m

基础顶高度hl二4.24m

基础底高度h2=4.74偏心距(m)

距台距基距台距基础

主动土压力系数U=0.25身前础前底部底部中

沿沿中心心

E=u

主动土压力E=1.81kN00.7500.75

*r*B*t*(h2-hl)

表4.9基础第二台阶主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/m3

基础计算宽度B二3.90m

等效土厚t=0.26m

5

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

基础顶高度hl=4.74m

基础底高度h2=5.24偏心距(m)

距台距基距台距基础

主动土压力系数U二0.25身前础前底部底部中

沿沿中心心

E二u

主动土压力E=2.28kN00.2500.25

*r*B*t*(h2-hl)

4.2.4台身地震力作用

据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)[3.1.51条计算水平地震荷载。

E.=CCK琳

表4.10

单

位

按二级公路标准

重要性修正系数Ci=1-

取值

综合性影响系数Cz二0.25-

按八度地震区取

水平地震系数K=0.2-

h值

水平地震沿墙高按墙高H〈12m考

6iw=1-

分布系数虑

墙身自重Giw-313.02kN查表4.1偏心是巨(m)

距台距基距台

距基础底

上部结构自重Gzw二117.54查表4.I身前础前底部

部中心

沿沿中心

Eihw=Ci*C*K*6

墙身水平地震力Eih*—15.65kNzh1.5842.5841.5842.584

iu*Glw

E2hw=Ci*C*K*小

上部结构地震力E2hw=5.88kNzh3.74.73.74.7

iw*G2w

4.2.5台后地震土压力

据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)[4.2.10]条计算水平地震土压力。其主动

土压力系数为：

6

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

〃=KA(1+3CO

K=_CO£^_

”(1+sin^)2

表4.11地震主动土压力系数

土的内摩擦角力一0.610935度

按二级公路标准取

重要性修正系数G二1

值

综合性影响系数Cz=0.35-

水平地震系数K产0.2按八度地震区取值

地震主动土压力系数u=0.311

表4.12地震主动土压力

土的重力密度r=18.00kN/m

桥台计算宽度B二2.30m

台身计算高度H=4.24m偏心距(m)

距台距基距台距基础

主动土压力系数U0.31身前础前底部底部中

沿沿中心心

2

主动土压力E=115.51kNE=l/2*口*r*B*H1.692.691.692.69

4.3台身受压承载力验算

4.3.1对台底部中心处荷载情况

表4.12竖向力作用

竖向力偏心

弯矩kN-m

(kN)距

预制空心板53.040.7438.98

现浇混凝土

恒载16.500.7412.13

上部传力桥面

护栏48.000.7435.28

活载人群28.500.7420.95

台帽26.670.6617.60

墩身自重

墩身286.350.2880.75

恒载

第1台阶115.090.000.00

基础自重

第2台阶183.790.000.00

台后土体恒载103.76-0.52-54.06

台后人群活载12.92-0.24-3.04

表4.13水平力作用

7

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

水平力

偏心距弯矩kN-m

(kN)

台后土体恒载126.711.41178.67

台后人群活载15.782.1233.46

台身地震力地震15.651.58424.79

上部结构地震力地震5.883.721.74

台后地震土压力地震115.511.69195.77

表4.14荷载汇总

竖向力

弯矩kN-m

(kN)

恒载534.32309.35

活载41.4251.37

基本组合［1.2恒载+1.4活载］699.18443.14

地震力0242.30

偶然组合［恒载+地震力］534.32551.65

4.3.2受压构件偏心矩验算

据《公路用工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)［4.0.9］规定进行验算。

表4.15基本组合时

单位备注

竖向力Nd=699.17774kN见表4.14

弯矩Md=443.14257kN-m见表4.14

偏心距e=0.6338053me=Md/Nd

截面重心

距偏心方s=1.085m

向距离

结论验算通过！

表4.16偶然组合时

单位备注

竖向力\d534.32kN见表4.14

弯矩Md=551.65kN-m见表4.14

偏心距e=1.03ine=Md/Nd

截面重心

距偏心方s=1.09m

向距离

结论验算通过！

8

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

4.3.3受压承载力验算

据《公路坛工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)[4.0.8]规定进行验算。

表4.17基2,组合时

单位备注

抗压强度

fed二2.37MPa查表3.2

设计值

台身底面

b二2300.00mm

截面宽度

台身底面

h=2170.00mm

截面高度

偏心距e=633.81mm查表4.14

截面抗压公式

[Nd]=4918.92kN

承载力4.08-3

竖向力Nd=699.18kN查表4.14

结论Nd<[Nd],验算通过!

表4.18偶然组合时

单位备注

抗压强度

fcd=2.37MPa查表3.2

设计值

台身底面

b=2300.00mm

截面宽度

台身底面

h=2170.00mm

截面高度

偏心距e=1032.44mm查表4.14

截面抗压公式

[Nd]=572.98kN

承载力4.08-3

竖向力Nd=534.32kN查表4.14

结论Nd<[Nd],验算通过!

4.4台身抗剪承载力验算

4.4.1对台底部中心处荷载情况

表419

竖向力水平力

(kN)kN-m

恒载534.32126.71

活我41.4215.78

9

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

组合［恒载+活载］575.74-

组合［1.2恒载+1.4活

-174.15

载］

地震力0.00137.04

组合［恒载+地震力］534.32263.75

4.4.2抗剪承载力验算

据《公路坊工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)［4.013)规定进行验算。

表4.20基本组合时

单位备注

抗剪强度设计

fvd=0.052MPa查表3.2

值

台身底面截面

b二2300.00mm

宽度

台身底面截面

h=2170.00mm

高度

摩擦系数uf=0.70mm

竖向力标准值\k-575.74kN

截面抗剪承载

[Vd]=547.40k\公式4.0.13

力

剪力设计值Vd=174.15kN查表4.19

结论Vd＜［Vd］,验算通过！

表4.21偶然组合时

单位备注

抗剪强度设计

fvd=0.052MPa查表3.2

值

台身底面截面

b二2300.00mm

宽度

台身底面截而

h=2170.00mm

高度

摩擦系数uf=0.70mm

竖向力标准值Nk二534.32kN

截面抗剪承载

[Vd]=526.69kN公式4.0.13

力

剪力设计值Vd二263.75kN查表4.19

结论Vd＜［Vd］,验算通过!

10

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

4.5基底应力验算

4.5.1对基础底部中心处荷载情况

表4.22竖向力

竖向力

偏心距弯矩kN-m

(kN)

预制空心板53.040.7438.98

现浇混凝土

恒载16.500.7412.13

上部传力桥面

护栏48.000.7435.28

活载人群28.500.7420.95

台帽26.670.6617.60

墩身自重

墩身286.350.2880.75

恒载

第1台阶115.090.000.00

基础自重

第2台阶183.790.000.00

台后主动土压力恒载103.76-0.52-54.06

台后人群活载12.92-0.24-3.04

台后土体恒载266.20-1.485-395.30

表4.23水平力

水平力

偏心距弯矩kN-m

(kN)

台后土体恒载126.712.41305.38

台后人群活载15.783.1249.25

台身地震力地震15.652.58440.44

上部结构地震力地震5.884.727.62

台后地震土压力地震115.512.69311.28

表4.24荷载组合

竖向力

弯矩kN-m

(kN)

恒载833.1940.76

活载41.4267.16

基本组合［恒载+活载］874.62107.92

地震力0379.34

偶然组合［恒载+地震

833.19420.10

力］

II

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

4.5.2基底合力偏心距验算

据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)[4.2.51条进行验算。

表4.25仅承受恒载时

单位备注

竖向力Nd二833.19kN见表4.24

弯矩Md=40.76kN-m见表4.24

偏心距e=0.05me=Md/Nd

截面重心

距偏心方s=1.885m

向距离

结论e<0.75s,验算通过！

表4.26基本组合时

单位备注

竖向力Nd二874.62kN见表4.24

弯矩Md=107.92kN-m见表4.24

偏心距e=0.12me=Md/Nd

截面重心

距偏心方s=1.885m

向距离

e<s,验算通过！

结论

s/e=15.7>1.5,抗倾覆验算通过

表4.27偶然组合时

单位备注

竖向力Nd二833.19kN见表4.24

弯矩Md=420.10kN-m见表4.24

偏心距e=0.50me=Md/Nd

截面重心

距偏心方s=1.885m

向距离

e<s,验算通过！

结论

s/e=3.77>1.5,抗倾覆验算通过

4.5.3基底应力验算

表4.28基本组合时

单位备注

竖向力Nd二874.62kN见表4.24

12

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

弯矩Md=107.92kN-m见表4.24

台身底面

b二3.90m

截面宽度

台身底面

h二3.77m

截面高度

面积抵抗

g2.31m3W=l/24*b*h2

矩

底面积A=14.70m2A=b*h

基底前缘

Pq106.21kPap=Nd/A+Md/W

应力q

基底后缘

Ph12.76kNp=Nd/A-Md/W

应力h

表4.29偶然组合时

单位备注

竖向力Nd=833.19kN见表4.24

弯矩Md二420.10kN-m见表4.24

台身底面

b=3.90m

截面宽度

台身底面

h=3.77m

截面高度

面积抵抗

W二2.31W=l/24*b*h2

矩

底面积A二14.70mA=b*h

基底前缘

Pa238.56kPap=Nd/A+Md/W

应力q

基底后缘

Ph-125.23kNp=Nd/A-Md/W

应力h

因为出现拉

最大压应应力，应力重

pmax=103.15kPa

力分配,用公式

4.2.3计算

4.5基础抗滑验算

表4.30荷载组合

竖向力水平力

(k\)kN-m

恒载833.19126.71

活载41.4215.78

组合［恒载+活载］874.62142.5

地震力0.00137.04

组合［恒载+地震力］833.19263.75

13

新建孔家井西路人行桥一一下部结构计算

据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)[4.4.2]条进行验算。

表4.31基本组合时抗滑稳定验算

单位备注

竖向力Nd二833.19kN见表4.30

水平力Hd二142.50kN见表4.30

摩擦系数u=0.25

抗