1、 桥台计算书设计： 葛 翔复核： GX.Kate审核：xiangxiang- 1 -目 录1 计算依据与基础资料 11.1 标准及规范 .11.1.1 标准 .11.1.2 规范 .11.1.3 主要材料 .11.2 计算资料 .21.2.1 结构尺寸 .21.2.2 墙后填土参数 .21.2.3 墙体与地基参数 .22 荷载计算 42.1 桥台及上部荷载计算 .错误！未定义书签。2.1.1 桥上活载反力 .52.1.2 不考虑浮力时自重恒载计算 .62.2 台背土压力计算 .72.2.1 台后填土自重引起的主动土压力 .72.2.2 台后活载引起的主动土压力 .82.3 作用力汇总 .93
2、偏心距验算 .104 地基承载力验算 .10- 2 -5 抗滑移稳定性验算 116 抗倾覆稳定性验算 117 验伸缩缝的选择 .12U 型桥台计算1 计算依据与基础资料1.1 标准及规范1.1.1 标准 上部构造形式：预制后张法预应力混凝土简支空心板 下部构造形式：重力式 U 型桥台 设计荷载：城市A 级 结构重要性系数： 1.1 1.1.2 规范 城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）- 3 - 公路桥梁设计通用规范JTG D60-2015（简称通规） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2012（简称预规） 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）1.
3、1.3 主要材料1）混凝土：桥台台帽、背墙采用 C30 混凝土，侧墙 C25 混凝土，台身、扩大基础 C25 片石混凝土，容重均采用 24 kN /m3；3）钢筋：采用 HRB400， sk40MPaf， ；5SE2.01Pa采用 HPB300， ， 。sk3f 5S.1.2 计算资料1.2.1 结构尺寸- 4 -图 1-1 桥台一般构造图（单位：cm）假设台背铅直，基础墙趾扩散角=tan -1（50/100）=26.57 o混凝土最大刚性角 40o满足要求，台后填土与水平面夹角 =0 。 。1.2.2 墙后填土参数墙背填土容重 s=19KN/m3,计算内摩擦角 =40 o。1.2.3 墙体与
4、地基参数桥台 c25 混凝土容重 k=24KN/m3,基底摩擦系数 =0.3,- 5 -地基容许承载力=2500Kpa。1.2.3 计算荷载人群荷载 q=3kN/m2，上部构造反力-恒载标准值 p1=2033.89KN，上部构造反力-活载标准值 p2=3211.54KN。2 荷载计算2.1 桥台及上部结构的荷载计算2.1.1 桥上部反力表 2.1 上部构造荷载2.1.2 自重恒载计算编号铅垂力 N（KN）距基底中心的距离（m）弯矩 M（KN.m）活载 3211.54 2.67 8574.82恒载 2033.89 2.67 5430.49- 6 -计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心
5、弯矩，首先计算各部分重力及其对基础底前趾点“A”弯矩；编号 项目铅垂力（KN）对 A 点力臂（m）对 A 弯矩（KN.m）1 台帽 292.65 1.15 336.552 搭板 384.00 5.90 2265.603 背墙 319.01 1.78 567.844 侧墙 151.25 4.65 703.315 人行道 164.05 4.9 803.856 台身 5083.68 4.4 22368.197 填土 6246.17 5.5 34353.948 基础 2793.65 3.7 10336.51由上表可知，桥台及台内填土重合计：15434.46KN；桥台及台内填土对 A 点弯矩合计：717
6、35.77KN.m；则桥台及台内填土对基础底中心力臂为： 7135.-7.4=095m462桥台及桥台内填土对基础底偏心弯矩：- 7 -1543.609=1428.7KN.m2.2 台后土压力台后土压力按 JTG D60-2015 规范 4.2.3 条计算，1E=BH+2（ h）式中： 土容重，=19KN/m 3；B桥台计算宽度，B=15.23m；H桥台计算高度，H=7m；h破棱体范围内车辆荷载的等代均布土厚度；主动土压力系数。2.2.1 破裂角 破坏棱体破裂面与竖直线夹角 的正切值按下式计算：tan=-+cotant-an（ ） （ ）式中： 土内摩擦角， =40o；填土表面与水平线夹角，
7、=0o；台背与竖直面夹角， =0o；- 8 -台背与填土间摩擦，= /2=20o；则 oo=+02+460 ，ooootan-ctant60-tan=.5183（ ） （ ）破坏棱体长度 t70.5183.2Hm在 o长度内按最不利布置车辆荷载，可布置一个后轴车辆荷载280KN，在桥台计算宽度内，8m 行车道，可布置两辆车，故28056GKN0.31.319hmBo2.2.2 主动土压力系数用库伦土压力公式计算 2222cos()insi()cos()1cos(40)isi(40)s0() c.194A2.2.3 台后有活载时的台后土压力 1BH+25.30941720.5368EKN（ h）
8、土压力作用点距桥台基底距离 c，- 9 -370.53.42Hhc m土压力对桥台基底弯矩 1628.94357.4MKN2.2.3 台后无活载时的台后土压力当台后无活载时，h=0，土压力计算如下： 221E=BH5.30941746 KNm土压力作用点距桥台基底距离 c，72.3H土压力对桥台基底弯矩 143.6298.54MKNm2.3 温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力2.3.1 温降、混凝土收缩、徐变作用简支板及桥面连续的施工温度为 15oC25 oC，计算温度力时的温度取值：“公路桥涵设计通用规范“P35 ，4.3.12-2 表，公路桥梁结构的有效温度标准值，混凝土、石桥，温热地区为
9、+34 至-3 度。则温升为 34-15=19oC，温降为 25-（-3）=28 oC。- 10 -桥台为重力式 U 台，其刚度可假定为无穷大，桥台与其上支座串联，且桥台刚度假定为无穷大，故它们的集成刚度及为支座刚度，其上有一排 24 个支座，一排支座的刚度为 0248021/210/KhNmKN混凝土的收缩应力，参考 1985 年” 公路桥涵设计通用规范”P18 ,装配式钢筋混凝土结构的收缩影响力相当于降温（5-10） oC，平均取 7.5oC。混凝土徐变影响，按比拟法，参考“公路桥梁伸缩装置”一书(人民交通出版-2001 年)P117, 混凝土的徐变与收缩之比为 0.165/0.08=2.
10、065，按混凝土收缩与徐变关系换算，相当于降温7.5*2.0625=15.469 度。则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28+7.5+15.469=51oC，它们使上部构造两端向中间收缩，中间必 86有一个不动点，其离 0 号桥台距离： iicKLRx式中 c收缩系数，c=0.00001 51=0.00051；iKL桥墩（台）支座顶部集成刚度 桥墩（台）距 0 号台的距离；R活动支座的支座摩阻力，假定不动点以右为正，以左为负，本桥无活动支座，不计此项。 0.51(20126)8.x m- 11 -由上部结构降温及混凝土收缩、徐变在各墩台的支座顶产生的水平力为：0 号台 8210.5186.7o
11、PxKcKN2.3.2 制动力按规范 JTG D602015 第 4.3.5 条，一个设计车道上于汽车荷载产生的制动力标准值按本规范 4.3.1 条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的 10%计算，但公路1 级汽车荷载的制动力标准值不得小于 165KN。在 16m 范围内，可布置一辆 550KN 的车，一辆车的 10%为 55KN；同向行驶双车道乘以 2，为 110KN165KN，则按 165KN 计。0 号台为简支梁桥台、固定支座，应计制动力等于165KN。2.3 作用力汇总表 2.3 桥台基础底面外力汇总表序号 项目水平力（KN）竖直力（KN）弯矩（KN.m）1 土压力（台后有活
12、载） 1628.94 5537.442 土压力（台后无活载） 1413.66 3298.543 温降、砼收缩及徐变影 251.17 1758.19- 12 -响力+制动力4 砼收缩及徐变影响力 38.86 272.03 5 上部结构恒载 2033.89 5430.496 上部结构活载 3211.54 8574.827 桥台和台内填土重 15434.46 14628.278荷载组合（1+4+5+6+7）1667.80 20679.89 34443.05 9荷载组合（1+3+5+6+7）1880.11 20679.89 35929.21 10 仅有恒载（2+4+5+7） 1452.52 17468
13、.35 23629.33 4 地基承载力计算按规范 JTG D63-2007 第 4.2.2 条计算基础底面积 A=7.4 15.73=116.402m2基础底抗力矩基础底应力荷载组合： maxin20679.834.05162P20.68513/KN2215.7341.56Wm- 13 -地基容许承载力 400KN/m2荷载组合：maxin20679.8352.1146P20.721596/KN1.25400=500KN/m2以上均在规范 JTG D63-2007 的允许范围内，承载力满足要求。5 偏心距验算按规范 JTG D63-2007 第 4.2.5 条计算基础底核心半径143.562
14、.0WmA桥台仅受恒载作用时： 09.31.57468MeN1.5.2.m荷载组合： 0396.81.739eN1.5.2.4m以上均在规范 JTG D63-2007 的允许范围内，偏心距验算满足要求。6 抗倾覆及抗滑移稳定性验算6.1 抗倾覆稳定性验算- 14 -按规范 JTG D63-2007 第 4.4.1 条计算荷载组合： 0347.51.6298MemN0167SKe荷载组合： 0359.8.392MmN0.7.139SKe以上均在规范 JTG D63-2007 的允许范围内，抗倾覆满足要求。6.2 抗滑移稳定性验算按规范 JTG D63-2007 第 4.4.2 条计算抗滑移稳定性
15、系数 ckiipaPHkc式中 iP竖向力总和；ipH抗滑稳定水平力总和；ia滑动水平力总和；基础底面与地基之间的摩擦系数，取 0.4。荷载组合：0.42679.804.6131ck- 15 -荷载组合：0.42679.804.121ck以上均在规范 JTG D63-2007 的允许范围内，抗滑移稳定性满足要求。7 伸缩缝的选择7.1 温降、混凝土收缩及徐变、制动力引起的伸缩量由以上计算知，在桥台的支座上由于温降影响、混凝土收缩及徐变、制动力产生的水平力为 251.17KN，每个支座的水平力为T=251.17/24=10465N支座剪切变形正切值 TAN=T/AG=10465/471431.1
16、=0.202支座的水平变形 =支座橡胶层总厚TAN=700.202=14.14mm7.2 温升、制动力引起的伸缩量由以上计算知，在桥台的支座上由于温升影响制动力产生的水平力为 32+165=197KN，每个支座的水平力为 T=197/24=8208N支座剪切变形正切值 TAN=T/AG=8208/471431.1=0.158支座的水平变形 =支座橡胶层总厚TAN- 16 -=700.158=11.08mm7.3 伸缩缝选型根据以上计算伸缩缝安装以后，伸缩缝可能拉开 14.14mm，可能合拢 11.08mm。伸缩缝的伸缩量合计=14.14+11.08=24.84mm。采用 GQF-C40 型伸缩缝，该伸缩缝允许拉伸或压缩各40/2=20mm伸缩缝计算拉开量 14.14mm20mm，伸缩缝计算合拢量 11.0820mm，采用 GQF-C40 型伸缩缝满足要求。
