中小橋下部結(jié)構(gòu)計算(墩柱計算)蘇交科

1、1 2010年12月 （墩柱計算） 2 1 1、墩柱計算內(nèi)容、墩柱計算內(nèi)容 內(nèi)力計算內(nèi)力計算 ：墩柱計算截面的彎矩和軸力。：墩柱計算截面的彎矩和軸力。通用規(guī)范通用規(guī)范4.34.3 荷載組合荷載組合 ：根據(jù)不同驗算要求，分別進行承載能力組合及正：根據(jù)不同驗算要求，分別進行承載能力組合及正 常使用組合。常使用組合。通用規(guī)范通用規(guī)范4.1.64.1.74.1.64.1.7 偏心受壓構(gòu)件截面驗算：偏心受壓構(gòu)件截面驗算： 承載能力驗算、正常使用驗算承載能力驗算、正常使用驗算 3 剪力：剪力：恒載、活載、恒載、活載、制動力、支摩力、升降溫作用、徐變收縮制動力、支摩力、升降溫作用、徐變收縮 作用等作用等 彎

2、矩：剪力引起的彎矩彎矩：剪力引起的彎矩, ,恒載偏心引起彎矩恒載偏心引起彎矩 軸力：恒載、活載等軸力：恒載、活載等 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算（ 通用規(guī)范通用規(guī)范4.34.3） 4 水平力計算水平力計算 1 1、汽車制動力：、汽車制動力： 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 5 水平力計算水平力計算 2 2、支摩阻力：、支摩阻力：F=GF=G* * 如果水平力大于如果水平力大于支摩阻力，按照支摩阻力取值支摩阻力，按照支摩阻力取值 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 6 水平力計算水平力計算 3 3、體系升降溫、收縮徐變引起的水平力，按照各墩進行剛度分配。、體系升降溫、收縮徐變引起的水平

3、力，按照各墩進行剛度分配。 升降溫引起的水平力：升降溫引起的水平力： F=F=* *Ki=Ki=* *t t* *L L* *Ki=0.00001Ki=0.00001* *t t* *L L* *KiKi L-iL-i墩距不動點的距離墩距不動點的距離 KiiKii墩的剛度墩的剛度 tt升降溫差升降溫差 收縮徐變可按照收縮徐變可按照1010計算，與降溫進行不利效應(yīng)疊加。計算，與降溫進行不利效應(yīng)疊加。 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 7 水平力計算水平力計算 4 4、離心力：、離心力： 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 8 水平力計算水平力計算 5 5、地震力：、地震力： 按照規(guī)則橋梁計算，

4、作為偶然荷載組合按照規(guī)則橋梁計算，作為偶然荷載組合 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 9 水平力計算水平力計算 6 6、其他荷載、其他荷載風(fēng)荷載、水壓力、冰荷載、撞擊荷載風(fēng)荷載、水壓力、冰荷載、撞擊荷載 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 10 豎直力計算豎直力計算 根據(jù)帽梁分析結(jié)果計算作用于墩頂?shù)膬?nèi)力。根據(jù)帽梁分析結(jié)果計算作用于墩頂?shù)膬?nèi)力。 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 11 橋墩剛度計算及水平力分配橋墩剛度計算及水平力分配 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 12 1 1、橋墩剛度計算、橋墩剛度計算 K K墩墩=3=3* *0.8Ec0.8Ec* *I/h3I/h3 橋墩剛度計算及

5、水平力分配橋墩剛度計算及水平力分配 計入樁土作用計入樁土作用 ( m( m法法 ) )： 簡化不計樁土作用：簡化不計樁土作用： 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 13 2 2、板式橡膠支座剛度計算、板式橡膠支座剛度計算 橋墩剛度計算及水平力分配橋墩剛度計算及水平力分配 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 14 3 3、剛度合成、剛度合成 支座與墩柱剛度串聯(lián)，再多個墩柱并聯(lián)，得到一聯(lián)橋下部支座與墩柱剛度串聯(lián)，再多個墩柱并聯(lián)，得到一聯(lián)橋下部 結(jié)構(gòu)的抗推剛度，水平力按照各墩占一聯(lián)剛度比進行分配。結(jié)構(gòu)的抗推剛度，水平力按照各墩占一聯(lián)剛度比進行分配。 K合=K*Kr/(K+Kr) K K、KrKr分別

6、是墩柱和支座剛度分別是墩柱和支座剛度 橋墩剛度計算及水平力分配橋墩剛度計算及水平力分配 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 15 其他計算荷載其他計算荷載 1 1、考慮施工因素，上部結(jié)構(gòu)恒載的偏心作用、考慮施工因素，上部結(jié)構(gòu)恒載的偏心作用 2 2、位于縱坡上，支座不能保證決對水平，重力可能產(chǎn)生水平分力。、位于縱坡上，支座不能保證決對水平，重力可能產(chǎn)生水平分力。 3 3、順橋向和橫橋向彎矩組合、順橋向和橫橋向彎矩組合 2 2、墩柱內(nèi)力計算、墩柱內(nèi)力計算 16 規(guī)范基本規(guī)定規(guī)范基本規(guī)定 3 3、荷載組合、荷載組合 17 3 3、荷載組合、荷載組合 規(guī)范基本規(guī)定規(guī)范基本規(guī)定 18 4 4、截面驗算、

7、截面驗算 橋墩承載力驗算橋墩承載力驗算 按照偏心受壓構(gòu)件計算按照偏心受壓構(gòu)件計算 19 橋墩承載力驗算橋墩承載力驗算 4 4、截面驗算、截面驗算 20 橋墩抗裂驗算橋墩抗裂驗算 4 4、截面驗算、截面驗算 21 橋墩位移驗算橋墩位移驗算 8585規(guī)范對橋墩位移有規(guī)定，現(xiàn)規(guī)范對橋墩位移有規(guī)定，現(xiàn)0404規(guī)范取消，可參考規(guī)范取消，可參考8585規(guī)范。規(guī)范。 4 4、截面驗算、截面驗算 22 4x20m4x20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采用柱式墩（預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采用柱式墩（d120d120），）， 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁基礎(chǔ)（d150d150）。支座均采用板式橡膠支

8、座。）。支座均采用板式橡膠支座。 空心板計算示例空心板計算示例 5 5、計算示例、計算示例 23 1 1、本例為、本例為4x20m4x20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采 用柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。支座均采用板式橡膠支座用柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。支座均采用板式橡膠支座 墩柱基樁計算墩柱基樁計算 24 橋墩剛度計算橋墩剛度計算 空心板計算示例空心板計算示例 5 5、計算示例、計算示例 25 橋墩剛度計算橋墩剛度計算考慮樁土作用考慮樁土作用 空心板計算示例空心板計算示例 5 5、計算示例、計算示例 柱頂水平位移: delta = 0.0803m2#墩 K=

9、3*1000/0.0803=37359.937359.9 kn/m 26 支座剛度計算支座剛度計算 空心板計算示例空心板計算示例 5 5、計算示例、計算示例 27 墩柱剛度計算墩柱剛度計算 空心板計算示例空心板計算示例 5 5、計算示例、計算示例 28 水平力計算水平力計算 1 1、汽車制動力：、汽車制動力： 按照車道荷載計算：按照車道荷載計算： F=(4F=(4* *2020* *10.5+240)10.5+240)* *10%10%* *3 3* *0.78=252.7kN0.78=252.7kN 且不小于且不小于 165165* *0.780.78* *3=386.1kN3=386.1k

10、N 則制動力則制動力F=F=386.1386.1KNKN 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 29 水平力計算水平力計算 2 2、溫度變化影響力、混凝土收縮影響力計算、溫度變化影響力、混凝土收縮影響力計算 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 30 墩柱水平力計算墩柱水平力計算 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 31 驗算截面（柱底截面）內(nèi)力計算驗算截面（柱底截面）內(nèi)力計算 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 32 墩柱基樁計算墩柱基樁計算 采用手算或者軟件計算，以橋博為例：采用手算或者軟件計算，以橋博為例

11、： 截面驗算截面驗算 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 墩柱為一端固定一端自由，取為墩柱為一端固定一端自由，取為2L=10m2L=10m 33 采用手算或者軟件計算，以橋博為例：采用手算或者軟件計算，以橋博為例： 截面驗算截面驗算 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 34 配筋：配筋： 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 抗震設(shè)防抗震設(shè)防7 7度及以上墩柱塑性鉸區(qū)箍筋滿足抗震細則要求度及以上墩柱塑性鉸區(qū)箍筋滿足抗震細則要求 35 構(gòu)造要求：構(gòu)造要求： 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 現(xiàn)質(zhì)檢對保護層厚度

12、控制很嚴格，設(shè)計可適當加大保護層厚度便于施工控制?，F(xiàn)質(zhì)檢對保護層厚度控制很嚴格，設(shè)計可適當加大保護層厚度便于施工控制。 36 構(gòu)造要求：構(gòu)造要求： 5 5、計算示例、計算示例 空心板計算示例空心板計算示例 37 2010年12月 （基樁計算） 38 1 1、基樁計算內(nèi)容、基樁計算內(nèi)容 樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 樁長計算樁長計算 39 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 計算內(nèi)容和方法與墩柱相同：計算內(nèi)容和方法與墩柱相同： 計算樁身的最大彎矩，一般在地面以下計算樁身的最大彎矩，一般在地面以下3m3m左右。提取該計算截左右。提取該計算截 面的

13、內(nèi)力進行配筋計算及截面驗算。面的內(nèi)力進行配筋計算及截面驗算。 均采用均采用m m法（詳見橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范附錄法（詳見橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范附錄P P） 40 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 41 偏心受壓構(gòu)件，計算與墩柱一樣。偏心受壓構(gòu)件，計算與墩柱一樣。 樁的計算長度取值，新規(guī)范未作規(guī)定，參考樁的計算長度取值，新規(guī)范未作規(guī)定，參考8585地基規(guī)范地基規(guī)范: : 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 42 也可用有限元程序的土彈簧模擬樁土作用，具體可參考也可用有限元程序的土彈簧模擬樁土作用，具體可參考橋梁設(shè)計與計算橋梁設(shè)計與計算

14、書中及參考文獻書中及參考文獻 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 土彈簧剛度：K=b1*S*m*y b1-計算寬度 S樁單元長度 y單元深度 43 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 樁基配筋樁基配筋 根據(jù)計算結(jié)果配筋，參考根據(jù)計算結(jié)果配筋，參考高指樁基設(shè)計指導(dǎo)意見高指樁基設(shè)計指導(dǎo)意見： 摩擦樁： 1 1、第一批截斷主筋深入地下長度、第一批截斷主筋深入地下長度L L，按，按L1=4/L1=4/計算（計算（為土中為土中基基 礎(chǔ)變形系數(shù)礎(chǔ)變形系數(shù)），）， 2 2、最下層為素砼段，最大長度不超過、最下層為素砼段，最大長度不超過8 8 倍樁徑；倍

15、樁徑； 3 3、樁基沉淀層厚度：、樁基沉淀層厚度： 嵌巖樁：樁基鋼筋通長嵌巖樁：樁基鋼筋通長 沉淀層厚度：沉淀層厚度： 44 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 樁基配筋樁基配筋 45 2 2、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算、樁身截面內(nèi)力計算及截面驗算 樁基檢測：樁基檢測： 樁長樁長50m,50m,可采用小應(yīng)變方法檢測。可采用小應(yīng)變方法檢測。 樁長樁長50m,50m,采用聲波透射動測法埋聲測管：采用聲波透射動測法埋聲測管： 樁徑樁徑d180cm :3d180cm :3根根 樁徑樁徑d d180cm :4180cm :4根根 注意為了施工方便，延伸主筋固定聲測管注意為了施

16、工方便，延伸主筋固定聲測管 46 樁頂反力計算（樁頂反力計算（JTG D63-2007 JTG D63-2007 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范） 3 3、樁長計算、樁長計算 注意：荷載系數(shù)為注意：荷載系數(shù)為1.01.0，不是不是1.2or1.41.2or1.4，計入沖擊系數(shù)，計入沖擊系數(shù)0.30.3 47 3 3、樁長計算、樁長計算 注意：注意： 1 1、考慮負摩阻力。、考慮負摩阻力。 2 2、考慮沖刷、河床變化等、考慮沖刷、河床變化等 48 3 3、樁長計算、樁長計算 摩擦樁摩擦樁 49 3 3、樁長計算、樁長計算 1 1、樁身自重與置算土重的差值，一般按照、樁身自重

17、與置算土重的差值，一般按照25-18=7kN/m325-18=7kN/m3考慮考慮 2 2、持力層多為砂性土，完全考慮浮力，、持力層多為砂性土，完全考慮浮力，2=8kN/m32=8kN/m3。對于飽對于飽 和黏性土和黏性土IL0IL1IL1時，考慮受浮力。在時，考慮受浮力。在0 01 1間按間按 照不利狀態(tài)考慮。照不利狀態(tài)考慮。 3 3、如無土的詳細資料，可偏保守計算取值。、如無土的詳細資料，可偏保守計算取值。 摩擦樁摩擦樁 50 3 3、樁長計算、樁長計算 嵌巖樁嵌巖樁 51 3 3、樁長計算、樁長計算 嵌巖樁嵌巖樁 1 1、中風(fēng)化巖作為嵌巖樁計算，強、中風(fēng)化巖作為嵌巖樁計算，強 風(fēng)化仍然作

18、為摩擦樁計算。風(fēng)化仍然作為摩擦樁計算。 2 2、單軸飽和抗壓強度：、單軸飽和抗壓強度： 條文說明對嵌巖樁持力層的巖性做了規(guī)定：條文說明對嵌巖樁持力層的巖性做了規(guī)定： 52 3 3、樁長計算、樁長計算 嵌巖樁嵌巖樁 1 1、嵌巖深度按照規(guī)范、嵌巖深度按照規(guī)范5.3.55.3.5計算計算 2 2、如果樁較長，樁端彎矩很小，考慮巖層變化、風(fēng)化差異、如果樁較長，樁端彎矩很小，考慮巖層變化、風(fēng)化差異、 裂隙發(fā)育等不利因素，可按照裂隙發(fā)育等不利因素，可按照1.52d1.52d的嵌巖深度考慮。的嵌巖深度考慮。 嵌巖深度：嵌巖深度： 53 3 3、樁長計算、樁長計算 嵌巖樁嵌巖樁 加強鉆孔分布，確保地質(zhì)資料準

19、確可靠加強鉆孔分布，確保地質(zhì)資料準確可靠 公路工程地質(zhì)勘測規(guī)范（JTJ064-98）6.3.36.3.3條：條： 54 3 3、樁長計算實例、樁長計算實例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完 成大部分下部基礎(chǔ)施工。成大部分下部基礎(chǔ)施工。 巖層分布變化大，中風(fēng)化層在地面線以下巖層分布變化大，中風(fēng)化層在地面線以下515m515m不等不等 北溝樞紐互通橋北溝樞紐互通橋 中風(fēng)化巖層 55 3 3、樁長計算實例、樁長計算實例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完 成大部分下部基礎(chǔ)施工。成大部

20、分下部基礎(chǔ)施工。 巖層分布變化大，中風(fēng)化層在地面線以下巖層分布變化大，中風(fēng)化層在地面線以下515m515m不等不等 北溝樞紐互通橋北溝樞紐互通橋 56 3 3、樁長計算實例、樁長計算實例 宿新高速（新沂段）宿新高速（新沂段）0909年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完年完成施工圖設(shè)計，現(xiàn)已完 成大部分下部基礎(chǔ)施工。成大部分下部基礎(chǔ)施工。 北溝樞紐互通橋北溝樞紐互通橋 強風(fēng)化花崗巖強風(fēng)化花崗巖中風(fēng)化花崗巖中風(fēng)化花崗巖 全風(fēng)化花崗巖全風(fēng)化花崗巖 57 3 3、樁長計算實例、樁長計算實例 施工方法：沖擊鉆、人工挖孔等施工方法：沖擊鉆、人工挖孔等 鉆孔布置：隔墩布置鉆孔，要求進入中風(fēng)化層至少鉆孔布置：隔墩布置鉆孔

21、，要求進入中風(fēng)化層至少5m5m 設(shè)計樁長在設(shè)計樁長在1022m1022m不等，嵌巖不等，嵌巖3m3m，現(xiàn)場結(jié)合鉆孔情況進行了調(diào)整。，現(xiàn)場結(jié)合鉆孔情況進行了調(diào)整。 北溝樞紐互通橋北溝樞紐互通橋 沖擊鉆沖擊鉆沖擊鉆沖擊鉆 58 2010年12月 （帽梁計算） 59 1 1、帽梁計算內(nèi)容、帽梁計算內(nèi)容 帽梁截面內(nèi)力計算帽梁截面內(nèi)力計算 截面驗算截面驗算 持久狀況承載能力極限狀態(tài)下抗彎、抗剪能力計算，和持持久狀況承載能力極限狀態(tài)下抗彎、抗剪能力計算，和持 久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算。久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算。 60 計算方法一：汽車荷載通過各梁進行傳遞至帽梁，并根據(jù)上部計算方法一

22、：汽車荷載通過各梁進行傳遞至帽梁，并根據(jù)上部 結(jié)構(gòu)特點分布采用剛（鉸）接板法等。橋梁通、結(jié)構(gòu)特點分布采用剛（鉸）接板法等。橋梁通、BRGcapBRGcap等均采用等均采用 此方法。此方法。 2 2、 計算方法計算方法先縱向計算再橫向先縱向計算再橫向 61 計算方法二：汽車荷載直接作用在蓋梁上面，進行影響線加計算方法二：汽車荷載直接作用在蓋梁上面，進行影響線加 載。采用常規(guī)的桿系程序計算即可。載。采用常規(guī)的桿系程序計算即可。 2 2、 計算方法計算方法先縱向計算再橫向先縱向計算再橫向 62 3 3、蓋梁內(nèi)力計算、蓋梁內(nèi)力計算 規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定 63 3 3、蓋梁內(nèi)力計算、蓋梁內(nèi)力計算 規(guī)范規(guī)定規(guī)

23、范規(guī)定 64 3 3、蓋梁內(nèi)力計算、蓋梁內(nèi)力計算 規(guī)范規(guī)定（規(guī)范規(guī)定（ ） 抗彎計算：抗彎計算： 抗剪計算：抗剪計算： 裂縫計算：裂縫計算： 65 3 3、蓋梁內(nèi)力計算、蓋梁內(nèi)力計算 規(guī)范規(guī)定（規(guī)范規(guī)定（ ） 66 3 3、蓋梁內(nèi)力計算、蓋梁內(nèi)力計算 其他其他 施工階段計算：注意施工階段架橋機運梁驗算施工階段計算：注意施工階段架橋機運梁驗算 67 4 4、計算實例、計算實例 本例為本例為4x20m4x20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋面連續(xù)，下部采用 柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。支座均采用板式橡膠支座柱式墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。支座均采用板式橡膠支座 1 1、 68 4 4、計算實例、計算實例 結(jié)構(gòu)判別結(jié)構(gòu)判別 根據(jù)規(guī)范根據(jù)規(guī)范8.2.18.2.3.8.2.18.2.3. 蓋梁與柱的線剛度之比小于蓋梁與柱的線剛度之比小于5 5，本例題按剛構(gòu)計算。，本例題按剛構(gòu)計算。 69 4 4、計算實例、計算實例 內(nèi)力計算（橋博程序計算）內(nèi)力計算（橋博程序計算） 70 4 4、計算實例、計算實例 內(nèi)力計算內(nèi)力計算 （橋博程序計算）（橋博程序計算） 71 4 4、計算實例、計算實例 內(nèi)力計算（橋博程序計算）內(nèi)力計算（橋博程序計