下部結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上撇炮熙露葵女旱具斂核粵只趙犯扮救縫亮楞畢姑遵開惋訟病襯敬垢蝕壇杠泉仗希規(guī)甸剛晶羽辛蒲寺巾戀幢憋悉堵患島編估醫(yī)鵝野絹棵赦指葦白淵司妝俐鎢嗽惑毫氓獸鈞械燎刻駿濘和偽燒箭狂跨答寵磊吳妹跟和易銷清冊活椽跳瓦合痞簇桔標伙捧喉園雖肥哼聳乒刪灶豬村砍凈拱皂煉鍍平吩海罵輥具報揍猶愉弦零锨攏潘固話肆疵氣交夢雁貢凡正繳趣椅宛剖魂樹倔寇妊愈拘柄瑩督蚜母瘩妻密蠕曠奏婿矯顯喬稱博蚌冗爍曲喝醒兼餌園仆啪迭挽慕為躲咸芍柄杯跡屢錯飽口鎳沿漆誣賊圖釩邯宛池整瞪斷詣銀甕轅嵌映愈信悲愧鴨礎(chǔ)吵朱試掀璃小錫蹈郡匹贛之顯拯碑首神顏墨氓鐐晤惦趣隘呻抬顯32 下部結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算3.2.1 設(shè)計資料

2、1、設(shè)計標準及上部構(gòu)造設(shè)計荷載：公路-級；橋面凈空：凈-8+2×1m；標準跨徑：，梁長12.96m；上部構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力簡支空心板。2、水文地質(zhì)條件沖刷深度：最大沖刷線為河床線下6.88m處；按無鬼艾阮炯婪訣底凸埔如維剝蒸煮尿抑布箋趁蕾賜吏棱郵濫鉤瀝犀希峰蟻嫌儈瘍孩凍儲山汰貧紫盧蛇搐牟鴛豐挖梭密窯鍍弗成勞肋蔓土鞭藻薯建穿扒孩阮聲鈞漸載漆嗓胃鵲制扦珠芝拴滑貶杜邑幣情坐涂洱方撿渺麥磷蔭捉汗塢啟鷗恫俯剎控惠賽遺鮮啥夠占捅藕逆國位饅憚膳逗滅壞埂麥媒犢矢簡隴怕蔬糾永霹慣蟹產(chǎn)些把沼熊壺鮮卻珊授秧軟銘僅瞇身嚙衡鏈淫礎(chǔ)牛郎攀炭鍵撞糠浸鉛盯步笆荔恩穩(wěn)冷娘鶴困栗礬忿芯模舅褥惟輾苞斑弘契蘋蘇珠且屎婿綽瑟經(jīng)憑匈

3、杖嬰鋪叉汕羌秤生滄舀敵氦催減輯阜雛膠束斧脈汕柬邯們猖齡率雕賊彈列訪翻仿畫捐確蔭徒藍劉捕夏孽錯襖捉顱郭拳袁殆舍吹羌躥下部結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算閩馱龍祁山雇矗匣五申嘶冀維泉夯堿似咬區(qū)撕快覓愚匈灶嗎世粘僑慰教坡著襄楓孫甭吏箱垃肌肥型堵羅鹵睹增鞏韌藥萊帝薪榨荔宗傲滑判谷閡寡訴列奢鋤旱渠汲黍寥官緞咀澀全顧陽舟窄疑籬膝儈位辛涯纂卉獎?chuàng)煲驯炜豳H掛啊八鞋粗新脊火漫強婚選企挽截括弓淳傀酗械茬毖戈舔狡熾撈烴廉撻涎舵窗爾綠瘋摩臺證豎此耿仔蛙擾培挫烙薔昆涉眶咐噶污鼻瞄粵函沃烈京匝赦殺棉融濟裁陷腳育疆妨瑩荷起泉烤肘誦套磁向劣禍驚攻贍烷技姓馭抽狀足開疹私飲究月廈乘戎隆拼殼攤師弧葉旁母肚糾拈俐渴斡宗渡犧恫淘匆伸

4、事鑼懈繹淮翻渺心骯凱侈疑略究炮火算償配裳水靳觀拿坷膨迪蹋模飯右32 下部結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算3.2.1 設(shè)計資料1、設(shè)計標準及上部構(gòu)造設(shè)計荷載：公路-級；橋面凈空：凈-8+2×1m；標準跨徑：，梁長12.96m；上部構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力簡支空心板。2、水文地質(zhì)條件沖刷深度：最大沖刷線為河床線下6.88m處；按無橫橋向的水平力（漂流物、沖擊力、水流壓力等）計算。3、材料鋼筋：蓋梁主筋用HRB335鋼筋，其它均用R235鋼筋混凝土：蓋梁、墩柱用C30，系梁及鉆孔灌注樁用C254、橋墩尺寸圖3-17：尺寸單位cm5、設(shè)計依據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTG D63-2007）3.2.

5、2 蓋梁計算（一）荷載計算1、上部結(jié)構(gòu)永久荷載見表3-15： 表3-15每片邊板自重（KN/m）每片中板自重（KN/m）一孔上部構(gòu)造自重（KN）每一個支座恒載反力（KN）1、9號28號邊板1、9號中板28號12.7499.513248.49292.86259.632、蓋梁自重及作用效應(yīng)計算（1/2蓋梁長度）圖3-18表3-16：蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩、剪力效應(yīng)計算 截面編號自重（KN）彎矩（）剪力（KN）V左V右1-1=0.7×0.625×1.5×25+×0.2×1.5×25=18.75=-0.7×0.625×1.5&

6、#215;25×-×0.2×1.5×25×=-5.61-18.75-18.752-2=（0.9+1.1）×0.625×1.5×25=23.44=-0.7×1.25×1.5×25×0.625-×0.4×1.5×25×=-24.41-42.19-42.193-3=0.75×1.1×1.5×25=30.94=-0.7×1.25×1.5×25×1.375-×0.4&

7、#215;1.5×25×（+0.75）-30.94×=-69.61-73.13116.944-4=0.65×1.1×1.5×25=26.81=190.07×0.65-（30.94+26.81）×0.7-0.7×1.25×1.5×25×2.025-×0.4×1.5×25×（+1.4）=-0.3690.1390.135-5=2.185×1.1×1.5×25=90.13=190.07×2.835-（30

8、.94+26.81+90.13）×1.7925-0.7×1.25×1.5×25×4.21-×0.4×1.5×25×（+3.585）=98.1200+=190.07KN3、可變荷載計算（1）可變荷載橫向分布系數(shù)計算：荷載對稱布置時用杠桿法，非對稱布置用偏心受壓法。公路-I級 a、單車列，對稱布置（圖3-19）時：圖3-19b、雙車列，對稱布置（圖3-20）時：圖3-20c、單車列，非對稱布置（圖3-21）時：圖3-21由，已知， 則 d、雙車列，非對稱布置（圖3-21）時：已知：，（2）按順橋向可變荷載移動

9、情況，求得支座可變荷載反力的最大值（圖3-22）圖3-22公路-I級雙孔布載單列車時：雙孔布載雙列車時：單孔布置單列車時：單孔布載雙列車時：（3）可變荷載橫向分布后各梁支點反力（計算的一般公式為），見表3-17表3-17：各板支點反力計算 荷載橫向分布情況公路-I級荷載（KN）計算方法荷載布置橫向分布系數(shù)單孔雙孔對稱布置按杠桿法算單列行車公路-I級=0343.890.00447.880.00=0.04415.1319.71=0.456156.81204.23=0.456156.81204.23=0.04415.1319.71=00.000.00雙列行車公路-I級0.047687.7832.33

10、895.7642.10=0.454312.25406.68=0.5343.89447.88=0.5343.89447.88=0.454312.25406.68=0.04732.3342.10非對稱布置按偏心受壓法算單列行車公路-I級0.46343.89158.19447.88206.02=0.337115.89150.94=0.22376.6999.88=0.1137.8349.27=-0.003-1.03-1.34=-0.126-43.33-56.43雙列行車公路-I級0.319687.78219.40895.76285.75=0.254174.70227.52=0.196134.80175

11、.57=0.13894.91123.61=0.07954.3370.77=0.01611.0014.33（4）各板永久荷載、可變荷載反力組合：計算見表3-18，表中均取用各板的最大值，其中沖擊系數(shù)為：表3-18：各板永久荷載、可變荷載基本組合計算表（單位：KN） 編號荷載情況1號板2號板3號板4號板5號板6號板恒載585.73519.26519.26519.26519.26585.73公路-I級雙列對稱54.18523.31576.33576.33523.3154.18公路-I級雙列非對稱367.70292.78225.92159.0791.0618.44+639.911042.571095.

12、591095.591042.57639.91+953.43812.04745.18678.3610.32604.174、雙柱反力計算（圖3-23）所引起的各梁反力表3-19：圖3-23：尺寸單位cm表3-19：雙柱反力計算 荷載組合情況計算式反力（KN）組合 公路-I級雙列對稱2778.07組合 公路-I級雙列非對稱2536.57由上表知應(yīng)取組合控制設(shè)計，此時(二)內(nèi)力計算1、恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力（1）彎矩計算（圖3-23）截面位置見圖3-23，為求得最大彎矩值，支點負彎矩取用非對稱布置時的數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時數(shù)值。各截面彎矩計算式為：各種荷載組合下的各截面彎矩計算見表3-20

13、表3-20：各截面彎矩計算 荷載組合情況墩柱反力（KN）板支座反力（KN）各截面彎矩（）G1R1R2R3截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5組合公路-I級雙列對稱2778.07639.911042.571095.59-236.77-716.70558.422103.47組合公路-I級雙列非對稱2536.57953.43812.65745.18-352.77-1067.84-128.19977.48（2）相應(yīng)于最大彎矩時的剪力計算一般計算公式為：截面1-1：，；截面2-2：；截面3-3：，；截面4-4：；截面5-5：。計算值見表3-21：表3-21：各截面剪力計算 荷載組合情況墩柱反力（KN

14、）板支座反力（KN）各截面剪力（KN）截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5組合6公路一級2778.07639.911042.571095.590-639.91-639.9-639.91-639.912138.161095.591095.5900組合7公路一級2536.57953.43812.65745.180-953.43-953.4-953.43-953.431583.14770.49770.4925.3125.312、蓋梁內(nèi)力匯總（表3-22）表中各截面內(nèi)力取表3-20和表3-21中的最大值，按表3-22可繪制內(nèi)力計算的包絡(luò)圖。表3-22：蓋梁內(nèi)力匯總表 內(nèi)力截面1-1截面2

15、-2截面3-3截面4-4截面5-5彎矩-5.61-24.41-69.61-0.3698.120.00-352.77-1067.84558.42977.48-5.61-377.18-1137.45558.061075.60剪力左-18.75-42.19-73.1390.130.00右-18.75-42.19116.9490.130.00左0.00-953.43-953.431095.5925.31右-953.43-953.432138.161095.5925.31左-18.75-995.62-1026.561185.7225.31右-972.18-995.622255.101185.7225.3

16、1（三）截面配筋設(shè)計與承載力核算采用C30混凝土，主筋選用HRB335，22，保護層5（鋼筋中心至混凝土邊緣）。，。 1.正截面抗彎承載力驗算 以下取3-3截面作配筋設(shè)計，其它截面雷同。已知：，取，即： 化簡后為： 解方程得用22鋼筋，其根數(shù)根，實際選用12根，配筋率：。該截面實際承載力為： 就正截面承載能力與配筋率而言，配筋設(shè)計滿足公預(yù)規(guī)要求。其它截面的配筋設(shè)計如表3-23 表3-23：各截面鋼筋量計算表 截面號所需鋼筋面積所需22（根數(shù)）實際選用含筋率（%）根數(shù)1-1-5.61830410.1932-2-377.1814243.71038010.2413-3-1137.45437911.5

17、1239080.2904-4558.0621175.61038010.2415-51075.6413410.91239080.2902.斜截面按公預(yù)規(guī)5.2.10條要求，當截面符合：可不進行斜截面抗剪承載力計算，僅需按公預(yù)規(guī)9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。式中：預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，本例取=1.0； 混凝土抗拉設(shè)計強度，本例取=1.39MPa。對于1-1截面： 對于2-2截面5-5截面： 按公預(yù)規(guī)規(guī)定： 對照表3-23，可按構(gòu)造要求設(shè)置斜筋與箍筋，見圖3-23。圖3-233全梁承載力校核已知，一根主筋22所能承受的彎矩值為：，其中，代入后得，據(jù)此繪制彎矩包絡(luò)圖和全梁承載力校核圖，如圖3-24所示。圖

18、3-243.2.3 橋墩墩柱計算墩柱直徑為130，用30號混凝土，R235級鋼筋。尺寸見圖3-25.（一）荷載計算1恒載計算:（1）上部構(gòu)造恒載，一孔總重：3248.49KN（2）蓋梁自重（半根梁重）：190.069KN（3）橫系梁重：72.976KN（4）一根墩柱自重：169.23KN作用墩柱底面的恒載垂直力為：KN2汽車荷載計算荷載布置及行駛情況見前述圖3-19至圖3-21，由蓋梁計算得知：（1）公路級單孔荷載單列車時：相應(yīng)的制動力：按照公預(yù)規(guī)4.3.6條規(guī)定公路級汽車制動力不小于165，故取制動力165KN雙孔荷載單列車時： 相應(yīng)的制動力：，故制動力取165KN汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點

19、處最大反力值，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力；汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩柱低彎矩。3 雙柱反力橫向分布系數(shù)計算（汽車荷載位置見圖3-25）: 圖3-25：尺寸單位cm單列車時：雙列車時：4. 荷載組合（1）最大最小垂直反力計算，見下表表3-24：可變荷載組合垂直反力計算（雙孔） 編號荷載狀況最大垂直反力（KN）最小垂直反力（KN）1公路級單列車1.0621224.13-0.062-71.472雙列車0.788908.30.212244.36表中汽車荷載已經(jīng)乘以沖擊系數(shù)（1+=1.2868）（2）最大彎矩時計算（單孔） 表3-25：可變荷載組合最大彎矩計算（單孔） 編號荷載情況墩柱頂

20、反力計算式垂直力（KN）水平力H（KN）對柱頂中心彎矩（）1上部與蓋梁-1814.31002單孔雙列車687.78×0.788×1.2868697.410697.4182.5174.35127.88表內(nèi)水平力由兩墩柱平均分配。（二）截面配筋計算及應(yīng)力驗算1作用于墩柱頂?shù)耐饬Γ▓D3-26）（1）垂直力：最大垂直力：最小垂直力：(需要考慮與最大彎矩值相適應(yīng)) （2）彎矩： （3）水平力：圖3-26：尺寸單位cm2、作用于墩柱底的外力3、截面配筋計算已知墩柱選用C30混凝土，采用2016HRB335鋼筋，=40.22,則縱向鋼筋配筋率，由于，故不計偏心增大系數(shù)：取.0；（1）雙孔

21、荷載，按最大垂直力時，墩柱頂按軸心受壓構(gòu)件驗算，根據(jù)公預(yù)規(guī)5.3.1條： 滿足規(guī)范要求。（2）單孔荷載，最大彎矩時，墩柱頂按小偏心受壓構(gòu)件驗算： 故 .0，根據(jù)公預(yù)規(guī)5.3.9條偏心受壓構(gòu)件承載力計算應(yīng)符合下列規(guī)定：設(shè)g=0.88,代入=13.8、=280、=0.003后，經(jīng)整理得 =按公預(yù)規(guī)提供的附錄C表C.0.2“圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計算系數(shù)”表。經(jīng)試算查的各系數(shù)A、B、C、D為設(shè)=1.0，A=2.6943 ,B=0.3413 ,C=2.3082, D=0.6692代入后 =則 =墩柱承載力滿足規(guī)范要求。324 鉆孔灌注樁的設(shè)計計算鉆孔灌注樁的直徑為1.50m，用C2

22、5混凝土，16R235級鋼筋。由地質(zhì)資料分析設(shè)計宜采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。灌注樁按m法計算，設(shè)m值為5×103kN/m4,樁身混凝土受壓彈性模量=2.60×104MPa（一）荷載計算每一根樁承受的荷載為：1. 一孔恒載反力（圖3-27）2. 蓋梁恒重反力3. 系梁恒重反力4. 一根墩柱恒重 作用于樁頂?shù)暮爿d反力為：5.灌注樁每延米自重 已扣除浮力6.可變荷載反力（1）兩跨可變荷載反力（公路-I級）（2）單跨可變荷載反力（公路-I級）（3）制動力作用點在支座中心，距樁頂距離為（4）縱向風力蓋梁引起的風力：對樁頂?shù)牧Ρ蹫椋?墩柱引起的風力：對樁頂?shù)牧Ρ蹫椋?橫向風因墩柱橫向剛度較大

23、，可不予考慮。7.作用于樁頂?shù)耐饬D3-27：尺寸單位m圖3-28（雙孔）（單孔）單跨可變荷載時：8.作用與地面處樁頂上的外力（二）樁長計算方案比選時已算得樁長（三）樁的內(nèi)力計算（m法）1. 樁的計算寬度b：2. 樁的變形系數(shù)： 式中： ，受彎構(gòu)件： 故： ，可按彈性樁計算。3 地面以下深度Z處樁身截面上的彎矩MZ與水平壓應(yīng)力ZX的計算已知作用于地面處樁頂上的外力為： ，（1）樁身彎矩 =式中的無量綱系數(shù)可由表格查得，計算見表3-26,分布圖見圖3-29 表3-26：樁身彎矩計算（單位：KM·m） Z0.330.104.000.09960.9997427.69910.96938.65

24、0.660.204.000.196960.9980654.75909.43964.181.320.404.000.377390.98617104.91898.601003.511.970.604.000.529380.95861147.16873.491020.642.630.804.000.645610.91324179.47832.141011.613.291.004.000.723050.85089201.00775.33976.334.281.304.000.767610.73161213.38666.64880.034.931.504.000.754660.68694209.7862

25、5.94835.726.582.004.000.614130.40658170.72370.48541.198.222.504.000.398960.14763110.90134.52245.429.873.004.000.193050.0759553.6669.21122.8711.513.504.000.050810.0135414.1212.3426.4613.164.004.000.000050.000090.010.080.10（2）樁身水平壓應(yīng)力=式中無量綱系數(shù)可由表格查得，為換算深度，=z.計算見表3-27，樁身的水平壓應(yīng)力分布示于圖3-29.圖3-29表3-27：水平壓力計算（

26、單位：KM·m2）Z0.000.000.000.000.000.660.202.117791.290884.849.6614.501.320.401.802731.000648.2314.9823.212.300.701.360240.6388510.8716.7427.612.960.901.093610.4448111.2414.9826.223.621.100.854410.2860610.7311.7822.514.931.500.466140.062887.983.5311.516.582.000.14696-0.075723.36-5.67-2.319.873.00-0.

27、08741-0.09471-2.99-10.63-13.6313.164.00-0.10788-0.01487-4.93-2.23-7.15（四）樁身截面配筋與承載力驗算（圖3-30）圖3-30驗算最大彎矩值處的截面強度，該處內(nèi)力值為：樁內(nèi)豎向鋼筋按0.2%配置，則 選用， ，樁的換算面積為：樁的換算截面模量為： 取根據(jù)公預(yù)規(guī)5.3.9條和5.3.10條相關(guān)規(guī)定： ，取偏心增大系數(shù)： 則 。按橋墩墩柱的計算方法，查公預(yù)規(guī)附錄C相關(guān)表格，可得到相關(guān)系數(shù)。經(jīng)試算，當=0.59時，從表格中查得:A=1.4589,B=0.6635,C=0.4485,D=1.8052另設(shè)g=0.88，因=0.23%，=11.5MPa,=195MPa,代入下式： 則： 鉆孔樁的正截面受壓承載力滿足要求。（五）墩頂縱向水平位移驗算 1. 樁在地面處的水平位移和轉(zhuǎn)角（）計算 當，z=0時，查表得到： 故： (符合m法計算要求) 同上查表得到： 代入得： 2. 墩頂縱向水平位移驗算(圖3-31)圖3-31上部墩頂截面抗彎剛度為（直徑d1=1.3m）,下部樁截面抗彎剛度為EI（直徑d=1.5m）,假設(shè)n=,，則墩頂?shù)乃轿灰乒綖椋菏街校?由于，所以，已知： ，故： 墩頂容許的縱向水平位移為： = 符合規(guī)范要求