下部驗(yàn)算m板橋墩

1、XX 至 XX 高 速公 路 橋 涵 設(shè) 計(jì) 通 用 圖20 米 裝 配 式 預(yù)應(yīng) 力 混 凝 土 簡(jiǎn) 支 空 心 板 下 部 構(gòu) 造 （ 橋墩 ）計(jì)算書計(jì)算20米裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板通用圖下部結(jié)構(gòu)驗(yàn)算計(jì)算書第一部分基礎(chǔ)資料一、計(jì)算基本資料1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范：1）中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003）2）中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）3）中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004），以下簡(jiǎn)稱規(guī)范4）中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 024

2、-85）5）中華人民共和國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）6）交設(shè)發(fā)（2005）040號(hào)關(guān)于修訂橋涵設(shè)計(jì)通用圖的通知。2 橋面凈空：2x凈-9.75米、凈10.25米3 汽車荷載：公路I級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 1.04 設(shè)計(jì)環(huán)境條件：I類5 材料性能參數(shù)1）混凝土a）強(qiáng)度等級(jí)為C30,主要強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 f ck = 20.1MPa, ftk = 2.01MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f cd= 13.8MPa ftd = 1.39MPa彈性模量 E 戶3.00x104MPab）強(qiáng)度等級(jí)為C25,主要強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 f ck = 16.7MPa, ftk = 1.78MP

3、a強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f cd= 11.5MPa ftd = 1.23MPa彈性模量 E 戶2.80x104MPa2）普通鋼筋a） R235鋼筋其主要強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f sk = 235MPa11抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd= 195MPa彈性模量 E s = 2.1x105MPab) HRB335鋼筋其主要強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f sk = 335MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd = 280MPa彈性模量 E s = 2.0x10 5MPa6 主要結(jié)構(gòu)尺寸下部結(jié)構(gòu)為雙柱式橋墩、重力式橋臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)。有關(guān)具體尺寸詳見(jiàn)我院2007年7月編制的相關(guān)橋涵設(shè)計(jì)通用圖。相配套的上部結(jié)構(gòu)空心板為裝配式預(yù)應(yīng)

4、力混凝 土簡(jiǎn)支梁(后張法鋼絞線)二、采用程序：手算結(jié)合“橋梁通7.55網(wǎng)絡(luò)版”作內(nèi)力分析和強(qiáng)度驗(yàn)算。第二部分墩柱及其基礎(chǔ)I、計(jì)算模型計(jì)算模型按三跨一聯(lián)計(jì)算，一聯(lián)兩端為橋臺(tái)，中間為雙柱式墩。橋臺(tái)上設(shè)活動(dòng)支座16(GJZF 250 X 44mm,橋墩墩頂均為板式橡膠支座(GJZ 250X 42mr)i, 排支座為 個(gè)。墩底為地面或沖刷線，樁基嵌巖。n.墩柱驗(yàn)算一、恒載計(jì)算內(nèi)容地面到蓋梁頂高度 h(m101214161820上部恒205120512051205120512051蓋梁恒載264264264264264264柱恒載243300356562639716柱系梁595959樁系梁5959595

5、95959樁頂合計(jì)255826152671293630133090單位：KN二、活載計(jì)算、縱向水平力計(jì)算1抗推剛度1) 支座的剛度n=16, A =二 *(250/2)2 = 49087.4mm2, G=1MPa, t=31.24mm 按 0.71 倍支座厚度計(jì)算一排支座支座抗推剛度Kz=nAG/t=25141 KN/m2) 橋墩墩頂剛度一聯(lián)各橋墩剛度按等剛度計(jì)算，按嵌巖樁查表；樁頂為地面或沖刷線按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄六查表附表6.11得：墩頂抗推剛度 Kd=n/ H3/ (3EcI ) +S hH0) + S hM0)+S mH0)H+S mM0)H2集成抗推剛度K=2K*Kd/(

6、2Kz+K);總剛度刀K= 2K橋墩墩頂抗推剛度見(jiàn)下表:地面到蓋梁頂咼度H (m)101214161820蓋梁高(m)1.4柱數(shù)(根)2直徑(m)橋墩d11.21.21.21.41.41.4樁基d21.31.31.31.51.51.5長(zhǎng)度(m)橋墩h 18.610.612.614.616.618.6樁基h 2101010101010砼彈性模量(Mpa)橋墩(C30) E1300003000030000300003000030000樁基(C25) E 2280002800028000280002800028000慣性矩(m4)橋墩1 10.1020.1020.1020.1890.1890.189

7、樁基I 20.1400.1400.1400.2490.2490.249樁計(jì)算寬度b1(m)2.072.072.072.252.252.25地基土變形系數(shù) m( KN/尚:30000樁變形系數(shù)a0.4560.4560.4560.4140.4140.414ah24.62.54.62.54.62.54.12.54.12.54.12.5(B2D-B1D) / (A2B1-A1B2)2.400742.400742.400742.400742.400742.40074(A2D-A1D) / (A2B1-A1B2)1.599791.599791.599791.599791.599791.59979(BC-B

8、Q) / (A2B1-A1B2)1.599791.599791.599791.599791.599791.59979(AC-A1Q) / (AB-A1B2)1.732181.732181.732181.732181.732181.73218乂(0)0 HH8.05E-068.05E-068.05E-066.09E-066.09E-066.09E-06j(0)0 HM2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-06M( 0)0 MH2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-060(0)0 MM1.2

9、1E-061.21E-061.21E-067.52E-077.52E-077.52E-07墩頂抗推剛度& (KN/m883655823741449833002492兩排支座抗推剛度Kz( KN/m50282集成抗推剛度K ( KN/m751650253482412930972374全橋總剛度刀K ( KN/m150311004969648257619447483、混凝土收縮、徐變及溫度影響力在各墩上的分配混結(jié)構(gòu)有效溫度標(biāo)準(zhǔn)值：最高35C，最低0C,簡(jiǎn)支梁安裝及橋面連續(xù)施工溫度取15C 25C,計(jì)算溫升為 35 E -15 C =20C，溫降為 25C -0 C =25C?；炷潦湛s、徐變及溫度

10、下降，均屬于同一性質(zhì)，三者加起來(lái)，按降溫550C考慮,線膨脹系數(shù)0.00001結(jié)構(gòu)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以上部結(jié)構(gòu)不動(dòng)點(diǎn)位于一聯(lián)中間點(diǎn)，即x=30 m溫升影響力只與制動(dòng)力組合，而溫降影響力與制動(dòng)力、混凝土收縮徐變影響力共同 作用，故只計(jì)算溫降影響力。橋墩均為等剛度，故溫降影響力在各墩上的分配如下：R=R=(x-30)KC一個(gè)橋墩溫降影響力表地面到蓋梁頂咼度h( m101214161820線膨脹系數(shù)a0.00001收縮系數(shù)C10.00055膨脹系數(shù)C20.0002混凝土收縮、徐變 及溫降P1 (KN-41.3-27.6-19.2-22.7-17.0-13.1溫升P2 ( KN-15.0-10.0-7.0

11、-8.3-6.2-4.74、汽車制動(dòng)力在各墩上的分配1)汽車制動(dòng)力(1) 車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值的10% 一聯(lián)按3X 20計(jì)算：一個(gè)車道產(chǎn)生制動(dòng)力=(10.5 X 3X 20+237.2) X 10% =86.72KN;(2) 公路I級(jí)汽車荷載制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值限值：一個(gè)車道產(chǎn)生制動(dòng)力二165 KN根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)第436規(guī)范公路-I級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不小于得小于 165KN之規(guī)定。一個(gè)設(shè)計(jì)車道制動(dòng)力為 165KN2)制動(dòng)力在各墩上的分配由于兩個(gè)橋墩剛度相同，橋臺(tái)不參加水平力的分配，貝個(gè)橋墩分配制動(dòng)力為總制 力的1/2.5、單根墩柱墩頂水平力匯總單根墩柱墩頂水平力=

12、一個(gè)橋墩墩頂水平力/2單根墩柱墩頂水平力地面到蓋 梁頂咼度h( m內(nèi)容制動(dòng)系 數(shù)1柱制 動(dòng)1柱溫 度1柱制+溫彎矩101列車道141.310.351.65232列車道282.510.392.8942121列車道141.36.948.25852列車道282.56.989.41086141列車道141.34.846.06512列車道282.54.887.31234161列車道141.35.746.97572列車道282.55.788.21423181列車道141.34.345.58262列車道282.54.386.81574201列車道141.33.344.58972列車道282.53.385.8

13、1727水平力對(duì)墩柱底偏心矩計(jì)算已入 10cm支座墊、4.2cm支座厚度、垂直荷載1、活載支反力、橫向分布計(jì)算活載支反力表內(nèi)容加載方式左支反力B1右支反力B2合計(jì)1列車道荷載雙孔加載105.0394.8499.8一孔加載394.80.0394.8柱分配系數(shù)表內(nèi)容橫向布載1號(hào)柱K12號(hào)柱K2合計(jì)1列車道偏載1.1422-0.142212列車道偏載1.750.252注：1、表中活載橫向作用視上部與蓋梁為整體形成雙懸臂簡(jiǎn)支梁計(jì)算柱的橫向分配系數(shù)得到柱頂豎直力2、最大、最小垂直力、相應(yīng)彎矩表加載方式左支反力B1右支反力B2合計(jì)B最大垂直力最小垂直力1墩底 彎矩2墩底 彎矩K1BxK1K2BxK20.3

14、5x(B1-B2)xK10.35x(B1-B2)xK21列車 道雙孔加載105394.8499.81.1422571-0.1422-71116-14單孔加載394.80394.81.1422451-0.1422-56158-202列車道雙孔加載105394.8499.81.758750.2512517825單孔加載394.80394.81.756910.259924235注：表中（B1-B2）取絕對(duì)值代入計(jì)算3、汽車沖擊系數(shù)（1 +卩）=1.25，參見(jiàn)蓋梁計(jì)算三、荷載組合1、 基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算）,按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.6條規(guī) 定計(jì)算：1.0 X 1.2 X恒

15、載+1.4 X汽車（含沖擊力）+0.7 X（ 1.4 X制動(dòng)力+1.4 X溫降 影響力）2、 短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算），按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī) 定計(jì)算：1.0 X（ 1.0 X恒載+0.7 X汽車+1.0 X制動(dòng)力+1.0 X溫降影響力）3、 長(zhǎng)期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算），按規(guī)范JTG D60-2004第4.1.7條規(guī) 定計(jì)算：1.0 X（ 1.0 X恒載+0.4 X汽車+1.0 X制動(dòng)力+1.0 X溫降影響力）墩柱底荷載計(jì)算：豎向力P=E P縱向水平力V=EV彎矩 M=E Pei+E Ve單根墩柱底荷載組合見(jiàn)下表?；窘M合高度(m)內(nèi)容加載方式1墩

16、底截面2墩底截面N1M1N2M210恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載40697152945487單孔加載38597892972478恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載460012333288967單孔加載42791346324398312恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載41377763013548單孔加載39278493039539恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載4668137533561108單孔加載434714873310112414恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載42058413081613單孔加載39959143107604恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載4736152034241254單孔加載44151633337812

17、7016恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載45229453399717單孔加載431210193425708恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載5054170637421439單孔加載473218183696145518恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載461410123491784單孔加載440510853517775恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載5146185338341587單孔加載482419663788160320恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載470710813583853單孔加載449711553610844恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載5238200439261737單孔加載4917211638801753作用短期效

18、應(yīng)組合高度(m)內(nèi)容加載方式1墩底截面2墩底截面N1M1N2M210恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載29586042508513單孔加載28746342519509恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載317010662646959單孔加載30421111262796612恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載30146662565575單孔加載29306952575571恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3227121027021103單孔加載309812552684111014恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載30717322622641單孔加載29877622632637恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3284135927591252單孔

19、加載315514042740125916恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載33358392886747單孔加載32528682897744恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3548154830231441單孔加載342015933005144818恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載34129072963816單孔加載33299362974812恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3625169831001592單孔加載349617433082159820恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載34899783040887單孔加載340510073051883恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3702185231771745單孔加載357318973

20、1591752作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合高度(m)內(nèi)容加載方式1墩底截面2墩底截面N1M1N2M210恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載27875702530517單孔加載27395862536515恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載290810132608952單孔加載28351038259895512恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載28436312586579單孔加載27956482592577恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載2965115726651096單孔加載289111822654109914恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載29006972643645單孔加載28527142649643恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載302113

21、0527211245單孔加載294813312711124816恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載31648042907752單孔加載31168212913750恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3286149429861433單孔加載321215202975143718恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載32418722984820單孔加載31938892990818恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3363164530631584單孔加載328916713052158820恒+1道+制動(dòng)+溫雙孔加載33189433061891單孔加載32709603067889恒+2道+制動(dòng)+溫雙孔加載3440179831401738單孔

22、加載3366182431291741四、持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算墩柱為偏心受壓構(gòu)件；構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度按1.5倍墩咼計(jì)算，即10 = 1.5H。 驗(yàn)算公式：丫 oMw Ar2fcd+Cp r2fsd/；33Y oM n eo Br f cd+Dp gr f sd7。A B-有關(guān)混凝土承載力的計(jì)算系數(shù)，按規(guī)范附錄C的迭代法由表C.0.2查得;C D-有關(guān)縱向鋼筋承載力的計(jì)算系數(shù)，按規(guī)范附錄 C的迭代法由表C.0.2查 得。對(duì)本通用圖，墩柱長(zhǎng)細(xì)比l/i均大于17.5，需考慮偏心矩增大系數(shù)nn=1 11400e0/ h0(沽2Z 1= 0.2+2.7e 0/h 0 1.0 ; Z 2= 1.15-0.

23、01l 0/h w 1.0e-初偏心距，e=M/N; h 0-截面有效高度，h=葉rs； h-截面高度，h=2r。持久狀況承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算表7-墩.高H(m)項(xiàng)目101214161820設(shè)計(jì)彎矩M(KN*m)134614871633181819662216設(shè)計(jì)軸力N(KN)427943474415473248244917初偏心距e=M/Nd(m)0.3150.3420.3700.3840.4080.451桿件穩(wěn)定系數(shù)1.51.51.51.51.51.5lo = 1.5H(m)151821242730主筋根數(shù)、直徑(mm)28 2228 2228 2528 2228 2528 28面積 A；

24、(mnn)10642.810642.813745.210642.813745.217239.62p =A/ n r0.00940.00940.01220.00690.00890.0112rs(m)0.540.540.540.640.640.64r(m)0.60.60.60.70.70.7g= r s/r0.90.90.90.9142860.9142860.914286偏心矩 增大系 數(shù)計(jì)算Z 10.9451.0001.0000.9741.0001.000Z 21.0001.0000.9750.9790.9570.936ho(m)1.141.141.141.341.341.34h(m)1.21.

25、21.21.41.41.4n1.3821.5361.6571.6981.8361.913n eo(m)0.4350.5250.6130.6520.7480.862系數(shù)計(jì) 算E0.540.450.460.420.410.41A1.29961.01821.0490.92680.89660.8966B0.64830.58980.59820.5620.55190.5519C0.1941-0.2377-0.1903-0.3798-0.4273-0.4273D1.87441.90651.90811.89431.88781.8878結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)丫 0111111f cd(Mpa)13.813.813.81

26、3.813.813.8fsd (Mpa)280280280280280280Y qM(KN)427943474415473248244917Ar2fcd+Cp r2fsd (KN)664148334978590755395406是否滿足是是是是是是Y qN n e(KN*m)186022832706308736104238Br3fcd+Dp gr3fsd (KN*m)289327353045381040924469是否滿足是是是是是是五、持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算墩柱最大裂縫寬度 W驗(yàn)算，驗(yàn)算公式：Wfk =CiC20.03広(0.004 d 1.52C) 0.20mmEsPC-鋼筋表面形狀系數(shù)，取 1