墩臺(tái)與基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、一 設(shè)計(jì)資料1 上部構(gòu)造預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，跨徑13m,梁長(zhǎng)12.94m，計(jì)算跨徑12.30m，五梁式四孔橋面連續(xù)。一聯(lián)中間各墩設(shè)平板橡膠支座，端部橋臺(tái)設(shè)滑板橡膠支座。橋面寬，單向三車道。2.荷載等級(jí)公路級(jí)，車道荷載（按內(nèi)插法求得）。3.上部荷載上部結(jié)構(gòu)恒載見表1 。表1 各梁恒載反力表每片邊梁每片中梁一孔上部構(gòu)造各梁支座反力邊梁中梁30.4231.822022.52196.82205.884.主要材料預(yù)應(yīng)力混凝土梁采用c40混凝土，；蓋梁與墩身均采用c25混凝土，；承臺(tái)與樁基均采用c20混凝土，；主筋采用hrb335級(jí)鋼筋，；箍筋采用r235級(jí)鋼筋，。5.支座板式橡膠支座摩阻系數(shù)；滑板支座

2、最小摩阻系數(shù)，一般情況0.05。6.橋墩一般構(gòu)造及橋面連續(xù)布置橋墩一把構(gòu)造圖見圖1，橋面連續(xù)布置見圖2。7.使用規(guī)范：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范、公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范。二蓋梁設(shè)計(jì)1垂直荷載計(jì)算（1）蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算（見圖3.和表2）表2 蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算截面編號(hào)自重（）彎矩（）剪力1-148.08-26.44-48.08-48.082-234.55-65.31-82.63-82.633-357.38-165.50-140.02222.134-463.7525.76159.38159.385-5159.38224.98002.活載計(jì)算活載橫向分布系數(shù)荷載對(duì)稱布置用杠桿法，非對(duì)稱布

3、置用偏心壓力法a. 單列汽車對(duì)稱布置b,雙列汽車對(duì)稱布置c.三列汽車對(duì)稱布置d.單列汽車非對(duì)稱布置.e.雙列汽車非對(duì)稱布置f.三列汽車非對(duì)稱布置汽車順橋行駛a. 單孔單列汽車b. 雙孔單列汽車活載橫向分配后各梁支點(diǎn)反力計(jì)算式為：，計(jì)算結(jié)果見表3表3 各梁活載反力匯總表荷載橫向分配情況汽車荷載計(jì)算方法荷載布置橫向分布系數(shù)單孔荷載雙孔荷載按杠桿法計(jì)算單列扯對(duì)稱荷載=0.000205.90254.30=0.18037.06245.774=0.640131.77620.344=0.18016.47220.344=0.00000雙列車對(duì)稱荷載=0.000205.90254.30=0.620127.658

4、157.666=0.760156.484193.268=0.620127.658157.666=0.00000三列車對(duì)稱荷載=0.000205.90254.30=0.820168.838208.526=0.760156.484193.268=0.820168.838208.526=0.00000按偏心壓力法計(jì)算單列扯非對(duì)稱布置=0.548205.9112.833254.3139.356=0.37477.00795.108=0.20041.1850.860=0.0265.3546.612=-0.148-30.473-37.634雙列車非對(duì)稱布置=0.424411.8174.603508.6215

5、.646=0.312128.482158.683=0.20082.360101.72=0.08836.23844.757=-0.024-9.883-12.206三列車非對(duì)稱布置=0.300617.7185.31762.9228.870=0.250154.425190.725=0.200123.54152.58=0.15092.655114.35=0.10061.7776.2902.恒載與活載反力匯總恒載與活載反力匯總見表4。結(jié)構(gòu)基頻 式中 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑， 結(jié)構(gòu)材料的彈性模量， 結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩（）， 結(jié)構(gòu) 跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（）。，g為結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)中立（），g為重力加速度，

6、。表4各梁反力匯總荷載情況1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁4號(hào)梁5號(hào)梁上部恒載393.46411.76411.76411.76393.64雙孔雙列對(duì)稱布置0223.78274.441223.8860雙孔雙列非對(duì)稱布置306.217225.330144.44263.555-17.333雙孔三列對(duì)稱布置0296.107274.441296.1070雙孔三列非對(duì)稱布置324.995270.830216.664162.377108.3323.雙柱反力計(jì)算計(jì)算結(jié)果見表5表5 墩柱反力計(jì)算表荷載情況上部恒載1011.28雙孔雙列對(duì)稱布置254.3雙孔雙列非對(duì)稱布置457.74雙孔三列對(duì)稱布置305.16雙孔三列非對(duì)稱布

7、置517.674.蓋梁各截面內(nèi)力計(jì)算（1彎矩計(jì)算支點(diǎn)彎矩采用非對(duì)稱布置的計(jì)算值，跨中彎矩采用非對(duì)稱布置時(shí)的彎矩值。計(jì)算結(jié)果見表6 。表6 彎矩計(jì)算表荷載情況墩柱反力梁的反力各截面彎矩（）各截面彎矩（）1-12-23-34-45-5上部恒載1011.28411.76411.760-247.056-617.64-18.12451.28汽車對(duì)稱305.16196.107274.4410-117.66-294.161-185.108-1648.578汽車非對(duì)稱517.67270.830216.6640-162.498-406.245-159.405-83.965（2）相應(yīng)最大彎矩時(shí)的剪力值剪力計(jì)算結(jié)果

8、見表7表7 剪力計(jì)算表荷載情況墩柱反力梁的反力各截面剪力（）1-12-2上部恒載1011.28411.76411.76411.760-411.76-411.76-411.76汽車荷載對(duì)稱305.16196.107274.441274.410000非對(duì)稱517.67270.83216.664216.6640-270.83-270.83-270.83荷載情況各截面反力（）3-34-45-5上部恒載-411.76599.52599.52187.76187.76-224汽車荷載對(duì)稱0305.16305.1630.7530.75-243.66非對(duì)稱-270.83246.84246.8430.17630.

9、176-186.488（3）截面內(nèi)力組合彎矩組合表見表8。剪力組合表見表9。表8 彎矩組合表內(nèi)力組合值（），截面號(hào)1-12-23-34-45-51上部恒載0-247.056-617.64-18.12451.282蓋梁自重-26.44-65.31-165.5025.76224.983汽車對(duì)稱布置0-117.66-294.161-185.108-1648.5784汽車非對(duì)稱布置0-162.498-406.245-159.405-83.96551+2+3-26.44-430.026-1077.3-177.468-972.31861+2+4-26.44-474.864-1189.39-151.7655

10、92.295表9 剪力組合表內(nèi)力組合值（），截面號(hào)1-12-23-34-45-51上部恒載0-411.76-411.76599.52187.76-411.76-411.76599.52187.76-2242蓋梁自重-48.08-82.36-140.01159.380-48.08-82.36223.13305.1603汽車對(duì)稱布置000305.1630.7500305.1630.75-243.664汽車非對(duì)稱布置0-270.83-270.83246.8430.176-270.83-270.83246.5430.176-186.48851+2+3-48.08-494.12-551.771064.0

11、6218.51-459.84-494.121127.81377.89-497.6661+2+4-48.08-464.95-822.61005.74217.936-730.67-764.951069.19377.316-410.4885.各墩水平力計(jì)算采用集成剛度法進(jìn)行水平力分配上部構(gòu)造每片邊梁支點(diǎn)反力為196.82，每片中梁支點(diǎn)反力為205.88。中墩橡膠支座中鋼板厚度為10，剪切模量,每跨梁一段設(shè)有5個(gè)支座，每排支座抗推剛度為式中 橡膠板支座平面面積；橡膠板支座剪切模量；支座橡膠板忽的；墩上支座設(shè)置數(shù)量。每個(gè)墩上設(shè)有兩排橡膠支座，則支座剛度為取橋臺(tái)及兩聯(lián)間橋墩的滑板支座摩阻系數(shù)為，其最小摩阻

12、系數(shù)為。（1） 橋墩（臺(tái)）剛度計(jì)算橋墩（臺(tái)）采用c25混凝土，其彈性模量為。 各墩臺(tái)懸臂剛度計(jì)算一墩兩柱：，則對(duì)橋臺(tái)：向河方向 向岸方向 墩（臺(tái)）與支座并聯(lián)，并聯(lián)后各剛度為對(duì)橋墩：對(duì)橋臺(tái)：向河方向向岸方向（2） 制動(dòng)力分配制動(dòng)力計(jì)算先計(jì)算一個(gè)設(shè)計(jì)車道上的制動(dòng)力。車道荷載中，加載長(zhǎng)度為125m,作用在其上的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值長(zhǎng)生的總重力為故一個(gè)車道上的制動(dòng)力取，同向行駛3車道的制動(dòng)力為一個(gè)設(shè)計(jì)車道的2.34倍，其值為。制動(dòng)力分配則各墩的制動(dòng)力為0號(hào)臺(tái)及4號(hào)臺(tái)的最小摩阻力因小于0號(hào)臺(tái)及4號(hào)臺(tái)的制動(dòng)力，兩處支座有滑移的可能，故應(yīng)進(jìn)行制動(dòng)力重分配計(jì)算。橋臺(tái)滑板支座的水平力取摩阻系數(shù),則滑板支座產(chǎn)生的摩阻力

13、,大于0號(hào)臺(tái)及4號(hào)臺(tái)，故取，。（3） 溫度影響力的分配（設(shè)溫度上升20）對(duì)一聯(lián)中間各墩設(shè)橡膠支座的情況a. 求溫度變化臨界點(diǎn)距0號(hào)臺(tái)的距離b. 計(jì)算各墩臺(tái)溫度影響力式中：臨界點(diǎn)以左： 對(duì)橋臺(tái)及兩臺(tái)間橋墩設(shè)置滑板支座的情況0號(hào)臺(tái)及4號(hào)臺(tái)最小摩阻力為，小于溫度影響力，故應(yīng)考慮溫度影響力重分配。（4） 各墩水平力匯總相應(yīng)于雙孔布載時(shí)的水平力匯總見表10。荷載名稱墩（臺(tái)）號(hào)02341制動(dòng)力47.7997.06102.6049.822溫度影響力35.8552.4334.330.0343制動(dòng)力+溫度影響力83.64149.49136.9349.85單孔布載時(shí)，三車道最大制動(dòng)力仍為396.1。其水平力計(jì)算匯

14、總情況同雙孔布載時(shí)的情況。6.蓋梁配筋設(shè)計(jì)（略）：按受彎構(gòu)件。三墩柱及裝的計(jì)算1.恒載計(jì)算（取2號(hào)墩進(jìn)行計(jì)算）（1）一孔上部構(gòu)造恒載：2022.52。（2）蓋梁自重（半邊）：363.14。（3）一根墩自重（當(dāng)）: (4)承臺(tái)自重：(5)樁身每米自重：2.活載計(jì)算（1）水平力荷載當(dāng)汽車荷載為單孔布置時(shí)，制動(dòng)力與溫度影響力總和為：當(dāng)汽車荷載為雙孔布置時(shí)，制動(dòng)力與溫度影響力總和為：（2） 垂直荷載 汽車荷載單孔單列車布置 汽車荷載雙孔單列布置3.墩柱配筋設(shè)計(jì)（1）雙柱反力橫向分布計(jì)算 汽車單列布載：汽車雙列布載： 汽車三列布載：（2）活載內(nèi)力計(jì)算 汽車雙孔荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)反力最大，單孔荷載產(chǎn)生的偏心彎

15、矩最大。 最大最小垂直力計(jì)算見表11。表11 最大最小垂直力計(jì)算表荷載情況最大垂直力最小垂直力雙孔單列48.4205.9254.31.121404.80-0.121-43.69雙孔雙列96.8411.8508.60.900649.990.10072.22雙孔3列145.2617.7762.90.679735.570.321347.75 相應(yīng)于最大最小垂直力時(shí)的彎矩計(jì)算見表12 。表12 最大最小垂直力時(shí)彎矩計(jì)算荷載情況1號(hào)柱底彎矩2號(hào)柱底彎矩雙孔單列48.4205.91.121-0.12187.75-9.47雙孔雙列96.8411.80.9000.100140.9015.66雙孔3列145.2

16、617.70.6790.321159.4575.38制動(dòng)力97.06363.98363.89溫度影響力52.43196.61196.01 墩柱彎矩計(jì)算見表13表13 墩柱彎矩計(jì)算表荷載情況單孔單列單孔雙列單孔3列制動(dòng)力溫度影響力97.0652.43000205.9411.8617.71.1210.9000.679-0.1210.1000.321垂直力327.76526.28595.57-35.3858.48281.561號(hào)柱底彎矩363.98196.61114.71184.20208.452號(hào)柱底彎矩363.98196.61-12.3820.4798.55（3）墩柱底截面內(nèi)力組合見表14 。

17、表14 荷載組合計(jì)算值界面位置，內(nèi)力組合值1號(hào)柱底截面2號(hào)柱底截面1上部恒載1011.281011.282蓋梁重363.1363.13墩柱自重230.9230.94單孔單列205.9114.71205.9-12.385單孔雙列411.8184.20411.820.476單孔3列617.7208.45617.798.557雙孔單列254.3404.80254.3-43.698雙孔雙列308.6394.39308.643.829雙孔3列762.9735.57762.9347.7510制動(dòng)力97.06363.9897.06363.9811溫度力52.43196.6152.43196.61121+2+

18、3+4+10+111811.18149.49675.301811.18149.49548.21131+2+3+5+10+112017.08149.49744.792017.08149.49581.06141+2+3+6+10+112222.98149.49769.042222.98149.49659.14151+2+3+7+10+111859.58149.49965.391859.58149.49516.90161+2+3+8+10+111913.88149.49954.981913.88149.49604.41171+2+3+9+10+112368.18149.491296.162368.1

19、8149.49908.34（4）墩柱強(qiáng)度簡(jiǎn)算 由內(nèi)力組合表得知，以下組合控制設(shè)計(jì)：恒載+雙孔三列+制動(dòng)力+溫度力墩柱配筋設(shè)計(jì)（略）：按壓彎構(gòu)件 （4）墩身裂縫驗(yàn)算（略） （5）樁基設(shè)計(jì)（略）。第三部分一設(shè)計(jì)資料鐵路橋梁橋跨為鋼筋混凝土梁，橋墩、樁及地質(zhì)資料如圖，樁身為c20鋼筋混凝土，荷載按單孔輕載、主加附計(jì)算，匯總到承臺(tái)底部中心處為，水位按高水位計(jì)算，各土層有關(guān)技術(shù)資料見表，試計(jì)算承臺(tái)變位及樁身彎矩。表 水文地質(zhì)資料土層粉砂1926125000粘砂土2026132000粗砂（密實(shí)）2135175000二。 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算1.計(jì)算（1）計(jì)算寬度因?yàn)椋?。?）換算多層土的值假定 在局部沖刷

20、線以下4m只有一層土，故考慮樁凈距的影響，應(yīng)對(duì)進(jìn)行修正，則，故取修正系數(shù)為，（3）樁的變形系數(shù) 與假定相符，不需改變。（2）計(jì)算（3）計(jì)算樁頂柔度系數(shù)（4）計(jì)算樁頂剛度系數(shù)（5）.計(jì)算承臺(tái)底部中心o處水平位移及轉(zhuǎn)角6.6（6）.計(jì)算樁頂內(nèi)力7.計(jì)算土（7）.土面處8（8）.計(jì)算土面以下樁身彎矩計(jì)算見下表表計(jì)算順序1000.000000.000001.000000.000000.000.00207.690.00207.6920.31.304-0.00450-0.000670.999940.30000-1.240.13207.6825.88232.4430.62.609-0.03600-0.010

21、800.998060.59974-9.942.03207.2951.73251.1140.93.913-0.12144-0.054660.985240.89705-33.5210.26204.6277.37258.7451.25.217-0.28737-0.172600.937831.18342-79.3132.39194.78102.70249.9361.56.5220.55870-0.420390.810541.43680154.2078.90168.34123.92525.3771.87.826-0.95564-0.867150.529971.61162-263.76-162.75110.