某橋橋墩結構計算

1、設計計算書設計人：日期：復核人：日期：審核人：日期 ：2 0 17年2月F匝道橋橋墩計算一、概述本橋上部結構采用 2 X （4 X 25）+4 X （ 3X 25） PC連續(xù)箱梁+1 X 43.5簡支鋼箱梁+4 X 17鋼 筋砼連續(xù)箱梁+1 X 33簡支鋼箱梁+ （18+20.5） +3 X 21+3X 46+4 X 25米PC連續(xù)箱梁，下部 橋墩采用花瓶墩、板式墩配樁基礎。現選取其中有代表性的21#墩（花瓶墩（米）,上部為43.5米鋼箱梁接4x17米鋼筋砼現澆梁）、23#墩（板式墩（4x1.8米），上部為4x17 米鋼筋砼現澆梁）、25#墩（花瓶墩（米），上部為33米鋼箱梁接4x17米鋼筋砼

2、現澆 梁），相應構造見下圖：21#墩構造（單位：cm）25#墩構造（單位：cm）材料：墩身：C40砼承臺 ：C30砼樁基 ：C25砼其中21#墩墩高：32.3m，23#墩墩高：33.4m，25#墩墩高：32.9m。、使用階段荷載效應*十-（單位:23#墩構造-r因DO邂頤sfliEI4爲斗 P1）結構恒載2）活載：包含活載引起的豎向反力及引活載引起的縱橫向彎矩3） 風荷載：按規(guī)JTG D60 2004第437條計算：單獨風荷載作用時選用27.4m/s （1/100）,風荷載與其它荷載共同作用時選用25.8 m/s （1/50）4）船撞擊力：根據荊東互通水中橋墩群防撞設施設計說明確定，并考慮1.

3、1的安全系數：橋梁橋墩防撞船型撞擊速度防撞力標準防撞設施方案增設防撞設施后船撞力撞擊點距離承臺頂(#)(DWT)(m/s)(MN)(MN)(m)F匝道18、19、25272X300 噸級頂推船隊2.63.9橋墩：固定式復合材 料防撞設 施防護 承臺：橡膠護舷防護2.84.422242X300 噸級頂推船 隊2.74.042.94.420、212X300 噸級頂推船隊2.84.22.944.4主要荷載工況： 恒載+活載+風荷載 恒載+活載+船撞力 恒載+風荷載+船撞力 恒載+風荷載（百年一遇）三、結構力計算1）單項結構力計算墩 號撞擊點高度上部恒載下部恒載恒載合 計（豎向 集中力）活載小樁號側大

4、樁號側合計墩自重豎向反力橫向彎矩縱向彎矩（m(kN)(kN)(kN)(kN)(kN.m)(kN.m)214.43567.11862.65429.73585.46300.31266.21076.32687.7234.42046.621054151.66461.010612.61275.12295.23506.5254.43077.927005777.92955.65844.51127.6845.72860.1墩號船撞擊力（kN）風荷載（1/50 ）風何載（1/100 ）橫向縱向橫向彎矩縱向彎矩橫向彎矩縱向彎矩(kN)(kN)(kN.m)(kN.m)(kN.m)(kN.m)213080154025

5、45.41272.73057.61528.823319015952032.91016.452442122125323416171603.2801.61925.7962.852）組合力計算墩 號恒載+活載+風荷載承載能力極限組合短期效應組合長期效應組合軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩縱向彎矩(kN)（kN.m）（kN.m）(kN)（kN.m）（kN.m）(kN)(kN.m)(kN.m)219333.04306.75162.87186.61771.52390.56806.71448.71584.22314520.25449.56027.211505.22419.82861.11

6、1122.61731.21809.2258592.12947.54885.96633.81233.32322.76295.6979.61464.7墩號恒載+活載+船撞力（偶然組合）恒載+風何載+船撞力（偶然組合）承載能力極限組合承載能力極限組合軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩縱向彎矩(kN)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN.m)217186.67529.45269.46300.38557.84278.92311505.215642.69472.610612.615459.07729.5256633.87706.85559.55844.58237.04118.5墩 號恒載+風何

7、載（百年一遇）承載能力極限組合短期效應組合長期效應組合軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩縱向彎矩(kN)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN.m)216300.33363.41681.76300.31223.0611.56300.31223.0611.52310612.62686.21343.110612.6976.8488.410612.6976.8488.4255844.52118.31059.15844.5770.3385.15844.5770.3385.13）結構驗算取用力根據上述計算，結構橫橋向強度由恒載+風荷載+船撞力

8、（偶然組合） 控制，順橋向強度由恒載+活載+船撞力（偶然組合）控制，結構正常使用階段由 恒載+活載+風荷載組合控 制。四、截面配筋驗算墩承載能力極限組合結構抗力承載能力極限組合結構抗力橫橋向控制力順橋向控制力號軸力橫向彎矩軸力橫向彎矩軸力橫向彎矩軸力橫向彎矩(kN)(kN.m)r (kN)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN)(kN.m)216300.38557.87253.019489.47186.65269.425198.0557712310612.615459.048910.217780011505.29472.635259.876854.8255844.58237.06526.017

9、539.56633.85559.515939.035923墩 號恒載+活載+風荷載裂縫短期效應組合長期效應組合軸力橫向彎矩縱向彎矩軸力橫向彎矩1縱向彎矩橫向縱向(kN)(kN.m)(kN.m)(kN)(kN.m)(kN.m)(mm(mm217186.61771.52390.56806.71448.71584.20.0640.0632311505.22419.82861.111122.61731.21809.2全截面受壓0.044| 25 | 6633.8 | 1233.3| 2322.7| 6295.6 |979.6|1464.7|0.064| 0.076附表1:21#墩順橋向墩身承載力及裂縫

10、驗算，計算過程及結果：1.凸啲計算壘數結枸重要性系數J1.1構件的計算長度U(m)40截面咼虞h(in)2, 2截面寬度b (m)1.7縱向受拉的普it鋼筋至登拉邊的距離亀;(m)0. 1縱向受壓的普逋鋼筋至受壓邊的距離f5)0. 1縱向受拉的普適鋼筋直徑(nun)28縱向受拉的普通鋼筋根數32縱冋受拉的普通鋼筋裁面面積As (c,J',197.0m f縱向受壓的普適鋼筋直徑(試28縱向受壓的普適鋼筋根數32縱向受壓的普通鋼筋談面面積A'1ST. 0混擬土軸心抗壓強度設計值fcd(ra)18.4普通鋼筋抗拉強度設計值£罰(血耳)3帥普通鋼筋抗壓強度設計值F就(皿日)3

11、30普通鋼筋的弾性模量EE(WPS)2.0E-KIE混淒土的極限壓應變0* 0033軸向力 (KN)71S6. 6彎拒叫(KNm)52S©,4相對界限竟壓區(qū)高度0-56 系數00,8正嘗面抗壓承載力復核規(guī)范JM 1162-2004第5.3. 5-1因為構件汩大偏心受壓枸件所以Of330(MPa)77SO5- 26 M25138.07(KM)満足規(guī)范公式5-3-5-1規(guī)范J睥&S 2-2004.第乩3. 5-漏下訓滬二17496.837E2(KN.m)兀氐備斗)4幾C-O =55771.30(KN.滿足規(guī)范公式5. 3. 5-2裂縫寬度驗算1、已知的計算參數截面高度h (m)2

12、.2 J截面寬度b (it.)1.7偏心受壓構件的計算長度Lo(G40縱向受拉的普通鋼筋根數32縱向受拉的普通鋼筋換算直徑d(G28 J縱向受拉的昔通鋼筋的彈性模量此(NPa)200000縱向受拉的普通鋼筋的截回面積虬(cmO197.04!受拉區(qū)昔通鋼筋至受拉邊的距罔色(m)0.1作用長期效應組合的軸力M (KN)6806. 7作用長期效應組合的彎矩壯(KN. m)1584. 2作用短期效應組合的軸力虬(KN)7186. 6作用短期效應組合的彎矩血(KN. m)2390. 5鋼筋表面形狀系數51 1與構件受力性質有關的系數50： 9本墩順橋向承載力及裂縫寬度滿足規(guī)和設計要求。21#墩橫橋向墩身

13、承載力及裂縫驗算，計算過程及結果:1、已知的計算參數結構重要性系數Y1.1構件的計算長度L。( m40截面咼度h(m)1.7截面寬度b(m)2.2縱向受拉的普通鋼筋至受拉邊的距離a s(m)0.1縱向受壓的普通鋼筋至受壓邊的距離a's(m)0.1縱向受拉的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受拉的普通鋼筋根數28縱向受拉的普通鋼筋截面面積As(cm2)172.4縱向受壓的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受壓的普通鋼筋根數282縱向受壓的普通鋼筋截面面積 AS(cm2)172.4混凝土軸心抗壓強度設計值 fcd(MPa)18.4普通鋼筋抗拉強度設計值fsd(MPa)330普通鋼筋抗壓強度設計值 fs

14、d(MPa)330普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)2.0E+05混凝土的極限壓應變缸0.0033軸向力Nd(KN)6300.3彎矩 Md(KN.m)8557.8相對界限受壓區(qū)咼度&(m)0.56系數卩0.8正截面抗壓承載力復核規(guī)范JTG D62-2004第 5.3.5-1 條(因為x<2a',所以不需丫0肌 fcdbxf'Sd A's 6人因為構件為大偏心受壓構件，所以330丫 oNd=6930.33 (KN)fcdbx f' sd As O"s As7253.0091(KN)滿足規(guī)范公式535-1規(guī)范JTG D62-2004第 5.3.

15、5-2 條Y°Nde fcdbx(h)2 f'sdA's(h° a's)18622.29805 (KN.rr)丫 0Nie=滿足規(guī)范公式5.3.5-2規(guī)范JTG D62-2004第 5.2.5 條Y°Nde'fsd As(hasa's)丫 0Nie'=8226.803054KN.mfsd As(h as a's)8534.325KN.m滿足規(guī)范公式第5.2.5條(KN.rr)19489.36fcdbx(h° X) f'sd A's(h0 a's)裂縫寬度驗算1、已知的計算參數

16、截面咼度h(m2.2截面寬度b(m)1.7偏心受壓構件的計算長度L 0(m)40縱向受拉的普通鋼筋根數28縱向受拉的普通鋼筋換算直徑d(mm)28縱向受拉的普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)200000縱向受拉的普通鋼筋的截面面積A s (cm2)172.41受拉區(qū)普通鋼筋至受拉邊的距離a s(m)0.1作用長期效應組合的軸力N l(KN)6806.7作用長期效應組合的彎矩M l(KN.m)1448.7作用短期效應組合的軸力N s(KN)7186.6作用短期效應組合的彎矩Ms(KN.m)1771.5鋼筋表面形狀系數C 11與構件受力性質有關的系數C 30.9'2、計算過程截面的有效高度h

17、 0h°h as 2.1(m)軸向力對截面重心軸的偏心距eeo0.247(m)作用長期效應影響系數C 2Nlc21 0.5 Ns偏心距增大系數n s1.474ns1 14000V 1.704所以n s取1.704軸向力作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離e s1.42 (m)essQys縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離ZZ 0.87 0.12 (1'f)()2h°es(b'f b)h'fh0 20.870.12 1 J ( °)2h。bh0es(m)1.827所以Z取1.276(m)(m).2760.87h0=鋼筋應力C ssSSNs

18、G Z)AsZ47.09縱向受拉鋼筋的配筋率PAsbh°所以P取0.00480.0061.276(MPa)< 0.006裂縫寬度W fkss 30 dWk口3匚(0石)=0.064 (mm)本墩橫橋向承載力及裂縫寬度滿足規(guī)和設計要求。附表2:23#墩順橋向墩身承載力及裂縫驗算，計算過程及結果:矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力復核1已知的計算參數結構重要性系數 y 01.1構件的計算長度l 0 (m40截面高度h(m)1.8截面寬度b(m)4.0縱向受拉的普通鋼筋至受拉邊的距離as(m)0.1縱向受壓的普通鋼筋至受壓邊的距離a's(m)0.1縱向受拉的普通鋼筋直徑(m

19、m)28縱向受拉的普通鋼筋根數78縱向受拉的普通鋼筋截面面積As(cm2)480.3縱向受壓的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受壓的普通鋼筋根數78縱向受壓的普通鋼筋截面面積 As(cm2)480.3混凝土軸心抗壓強度設計值 fcd(MPa)18.4普通鋼筋抗拉強度設計值fsd(MPa)330普通鋼筋抗壓強度設計值f'sd(MPa)330普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)2.0E+05混凝土的極限壓應變£ cu0.0033軸向力N d(KN)11505.2彎矩 M d(KN.m)9472.6相對界限受壓區(qū)高度E b(m)0.56系數 30.8正截面抗壓承載力復核規(guī)范JTG D62-

20、2004第5.3.5-1 條Y°Ndfcdbxf'sd A；兀乓因為構件為大偏心受壓構件，所以bs =330(MPa)Y 0Nd= 12655.72(KN)fcdbx f'sdA's bA35259.801(KN)滿足規(guī)范公式5.3.5-1規(guī)范JTG D62-2004第535-2 條YoNdefcdbx(hoX)f'sd A's(h0 a'20Y 0Nje=27585.31178(KN.mfcdbx(h0專)f'sdA's(h0a's)76854.78(KN.m滿足規(guī)范公式5.3.5-2裂縫寬度驗算1、已知的計算

21、參數截面咼度h(m1.8截面寬度b(m)4偏心受壓構件的計算長度Lo(m)40縱向受拉的普通鋼筋根數78縱向受拉的普通鋼筋換算直徑d(mm)28縱向受拉的普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)200000縱向受拉的普通鋼筋的截面面積As(cm )480.29受拉區(qū)普通鋼筋至受拉邊的距離as(m)0.1作用長期效應組合的軸力Ni (KN)11122.6作用長期效應組合的彎矩M i (KN.m)1809.2作用短期效應組合的軸力Ns(KN)11505.2作用短期效應組合的彎矩Ms(KN.m)2861.1鋼筋表面形狀系數C i1與構件受力性質有關的系數C30.9“2、計算過程截面的有效高度h 0h

22、6;h as1.7(m) 1軸向力對截面重心軸的偏心距e0Mes0.249(m)e°Ns作用長期效應影響系數C 2c 10 5 N|1.483C210.52Ns偏心距增大系數n sn s“ 110 21.8444000e0 / h0 h所以n s取1.844軸向力作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離esese0ys= 1.259(m)縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離ZZ 0.870.12(1'fh0 2)()2 eshh0r n 070.12“(b'f b)h'f“ho、2“U.87L1bho=1.107(m)0.87h 0=1.479(m)>1.

23、107所以Z取1.107(m)本墩順橋向承載力及裂縫寬度滿足規(guī)和設計要求。23#墩橫橋向墩身承載力及裂縫驗算，計算過程及結果:矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力復核1已知的計算參數結構重要性系數y o1.1構件的計算長度l o (m40截面高度h(m)4截面寬度b(m)1.8縱向受拉的普通鋼筋至受拉邊的距離as(m)0.1縱向受壓的普通鋼筋至受壓邊的距離a's(m)0.1縱向受拉的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受拉的普通鋼筋根數30縱向受拉的普通鋼筋截面面積As(cm2)184.7縱向受壓的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受壓的普通鋼筋根數30縱向受壓的普通鋼筋截面面積 As(cm2)18

24、4.7混凝土軸心抗壓強度設計值 fcd(MPa)18.4普通鋼筋抗拉強度設計值fsd(MPa)330普通鋼筋抗壓強度設計值f'sd(MPa)330普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)2.0E+05混凝土的極限壓應變£ cu0.0033軸向力N d(KN)10612.6彎矩 M d(KN.m)15459相對界限受壓區(qū)高度E b(m)0.56系數 30.8正截面抗壓承載力復核規(guī)范JTG D62-2004第 535-1 條丫。 fcdbxf'sdA's gAs因為構件為大偏心受壓構件，所以bs =330Y oNd=11673.86(KN)fcdbx f'sdA&

25、#39;s bA48910.203(KN)滿足規(guī)范公式5.3.5-1規(guī)范JTG D62-2004第 535-2 條YoNde fcdbx(ho 2) f'sd A's(ho a；)Y oNde=42437.23786(KN.mfcdbx(h0 2) f'sdA's(h0 a's)177800.14(KN.m滿足規(guī)范公式535-2裂縫寬度驗算1、已知的計算參數截面咼度h(m4截面寬度b(m)1.8偏心受壓構件的計算長度L0(m)40縱向受拉的普通鋼筋根數30縱向受拉的普通鋼筋換算直徑d(mm)28縱向受拉的普通鋼筋的彈性模量Es(MPa)200000縱向受

26、拉的普通鋼筋的截面面積As(cm )184.73受拉區(qū)普通鋼筋至受拉邊的距離as(m)0.1作用長期效應組合的軸力Nl (KN)11122.6作用長期效應組合的彎矩M| (KN.m)1731.2作用短期效應組合的軸力N s(KN)11505.2作用短期效應組合的彎矩Ms(KN.m)2419.8鋼筋表面形狀系數C 11與構件受力性質有關的系數C30.9'2、計算過程截面的有效高度h 0h° h as 3.9(m)軸向力對截面重心軸的偏心距e0M se。N s0.21(m)作用長期效應影響系數C 221 0.5NlNs1.483c偏心距增大系數n sns1 1 ('1.4

27、64400036/h0所以n s取1.000L0/h < 14,取 1.0軸向力作用點至縱向受拉鋼筋合力點的距離e sessEys=2.11 (m)縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離zZ0.87 0.12 (1'(匹)2h。es0.870.12H （b，f訕屮0）2小1bh0(es)h0=1.795(m)0.87h0=3.393(m)>1.795所以Z取1.795(m)鋼筋應力C ssNs(es Z)ssAsZ109.56(MPa)縱向受拉鋼筋的配筋率P厶bh°0.0026< 0.006所以P取0.006裂縫寬度W fkWfkss , 30 d 、C

28、1C2 C3()Es 0.28 10=0.15(mm)本墩橫橋向承載力及裂縫寬度滿足規(guī)和設計要求。附表3：25#墩順橋向墩身承載力及裂縫驗算，計算過程及結果:矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力復核1已知的計算參數結構重要性系數 Y 01.1構件的計算長度l 0 (m40截面高度h(m)2截面寬度b(m)1.5縱向受拉的普通鋼筋至受拉邊的距離as(m)0.1縱向受壓的普通鋼筋至受壓邊的距離a's(m)0.1縱向受拉的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受拉的普通鋼筋根數28縱向受拉的普通鋼筋截面面積As(cm2)172.4縱向受壓的普通鋼筋直徑(mm)28縱向受壓的普通鋼筋根數28縱向受壓的普

29、通鋼筋截面面積 As(cm2)172.4混凝土軸心抗壓強度設計值 fcd(MPa)18.4普通鋼筋抗拉強度設計值fsd(MPa)330普通鋼筋抗壓強度設計值f'sd(MPa)330普通鋼筋的彈性模量 Es(MPa)2.0E+05混凝土的極限壓應變£ cu0.0033軸向力N d(KN)6633.8彎矩 M d(KN.m)5559.5相對界限受壓區(qū)高度E b(m)0.56系數 B0.8正截面抗壓承載力復核規(guī)范JTG D62-2004第5.3.5-1條YoNdfcdbxf'sd A's dsAs因為構件為大偏心受壓構件，所以bs =330(MPa)丫 0Nd=72

30、97.18 (KN)fcdbxf sd A sO"sA15939.053(KN)滿足規(guī)范公式5.3.5-1規(guī)范JTG D62-2004第535-2條xYoNde fcdbx(ho -) f'sd A's(h) a's2)Y 0Nje=16446.17197(KN.mfcdbx(h0 才)f'sd A's(h0a's)35922.97(KN.m滿足規(guī)范公式5.3.5-2裂縫寬度驗算1已知的計算參數截面咼度h(m2截面寬度b(m)1.5偏心受壓構件的計算長度Lo(m)40縱向受拉的普通鋼筋根數28縱向受拉的普通鋼筋換算直徑d(mm)28縱向受