1、1本桥选择左幅桥 2 号桥墩和右幅桥 3 号桥墩计算1、左幅桥 2 号墩（非过渡墩）（一） 、基本资料：1）.设计荷载：公路级2）.T 梁（单幅 5 片梁，简支变连续）高：2.4m3）.跨径： 40m4）.该联跨径组合：（340）m5）.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表 1，取湖北省黄石市设计基本风速为 V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表参数 k0 k1 k2 k3 k521.0 1.6 0.92 1.0 1.7 场地类别 Z（m） Awh（m 2） =0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C 16.323
2、128 0.011997 20.2Vd(桥面处) Vd=k2k5V10 31.6 Wd=V d2/（2g） 0.61033FWh=k0k1k3WdAWh（KN） 121.71 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.温度力计算温差按 25 度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差 15 度考虑，计算刚度 K 时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩) l（m） t（0C） （m） h（m） n E（KN/m2）0.00001 20 40 1.800 16.323 2 30000000l=lt（m） K=3nEI/h3（KN/m） HT=lK（KN）温度力0.008 2
3、1327 170.63.汽车制动力力计算（考虑 2 车道，一联中近似由一个非过渡墩承受）纵桥向汽车制动力计算车道数 折减系数 qk(KN/m) Pk(KN) 跨径 孔数2 1 10.5 320 40 3一联汽车制动力 公路级制动力最小值 判断 制动力取值316 330 9262.7KN单桩承载力满足要求。9左幅 2 号墩（非过渡墩，1.5m 墩柱，防国道上车辆撞击）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T 梁（单幅 5 片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：10二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-20
4、04)附表 1，取湖北省黄石市设计基本风速为 V1020.2m/s；横桥向水平风力计算表k0 k1 k2 k3 k5参数1.0 1.6 0.86 1.0 1.7 场地类别 Z（m） Awh（m 2） =0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C 6.299 128 0.012009 20.2Vd(桥面处) Vd=k2k5V10 29.5 Wd=V d2/（2g） 0.53385FWh=k0k1k3WdAWh（KN） 106.46 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。112.温度力计算温差按 25 度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差 15 度考虑，计算刚度 K 时，偏安全的
5、忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩) l（m） t（0C） （m） h（m） n E（KN/m2）0.00001 20 40 1.500 6.299 2 30000000l=lt（m） K=3nEI/h3（KN/m） HT=lK（KN）温度力0.008 178975 1431.83.汽车制动力力计算（考虑 2 车道，一联中近似由一个非过渡墩承受）纵桥向汽车制动力计算车道数 折减系数 qk(KN/m) Pk(KN) 跨径 孔数2 1 10.5 320 40 3一联汽车制动力 公路级制动力最小值 判断 制动力取值316 330 8448.67KN 单桩承载力满足要求。16左幅 10
6、号墩（非过渡墩，1.6m 墩柱）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T 梁（单幅 5 片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表 1，取湖北省黄石市设计基本风速为 V1020.2m/s；17横桥向水平风力计算表k0 k1 k2 k3 k5参数1.0 1.6 0.92 1.0 1.7 场地类别 Z（m） Awh（m 2） =0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C 10.178 128 0.012005 20.2Vd(桥面处) Vd=k2k5V
7、10 31.6 Wd=V d2/（2g） 0.61070 FWh=k0k1k3WdAWh（KN） 121.95 桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.温度力计算温差按 25 度考虑，混凝土收缩徐变近似按温差 15 度考虑，计算刚度 K 时，偏安全的忽略支座和桩基的刚度，计算如下表：温度力(圆形墩) l（m） t（0C） （m） h（m） n E（KN/m2）0.00001 20 40 1.600 10.178 2 30000000l=lt（m） K=3nEI/h3（KN/m） HT=lK（KN）温度力0.008 54921 439.4 3. 汽车制动力力计算考虑 2 车道，一联
8、中近似由非过渡墩承受。纵桥向汽车制动力计算车道数 折减系数 qk(KN/m) Pk(KN) 跨径 孔数2 1 10.5 320 40 3一联汽车制动力 公路级制动力最小值 判断 制动力取值316 330 8710.00KN单桩承载力满足要求。22左幅 6 号墩（过渡墩，1.5m 墩柱）：一、基本资料：1.设计荷载：公路级2.T 梁（单幅 5 片梁，简支变连续）高：2.4m3.跨径： 40m4.该联跨径组合：（340）m5.结构简图如下：23二、水平力计算1.横向风力计算按公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)附表 1，取湖北省黄石市设计基本风速为 V1020.2m/s；横桥向水平风力
9、计算表k0 k1 k2 k3 k5参数1.0 1.6 0.86 1.0 1.7 场地类别 Z（m） Awh（m 2） =0.012017e-0.0001ZV10（m/s）C 8.235 128 0.012007 20.2Vd(桥面处) Vd=k2k5V10 29.5 Wd=V d2/（2g） 0.53375FWh=k0k1k3WdAWh（KN） 106.44桩柱式墩顺桥向挡风面积很小，故顺桥向水平风力不计。2.纵向水平力计算此处偏安全的认为纵向水平力为支座极限摩阻力，即0.06N0.06*（2681.34+2262.34+2262.34+2262.34）=726.822KN。 3.桥墩及盖梁自
10、重荷载计算盖梁结构尺寸 11.48（长）2.2（宽）1.6（高） 盖梁重（kN） 987.69 墩柱结构尺寸 1.6(柱径)6.635（柱高） 墩身重(双柱) （kN） 667.02 三、作用组合1.支反力汇总取 2 车道作用在离左路缘石 0.5m，5 片主梁从左到右依次编号为 15，其对应盖梁顶一个支座的反力如下表：上构支反力汇总（单位： KN）盖梁顶恒载反力 2 车道作用在离左路缘24石 0.50m 活载反力1 1340.67 1 317.932 1131.17 2 349.933 1131.17 3 274.984 1131.17 4 55.185 1322.67 5 8.632.墩底内
11、力计算此时验算两种情况下墩底的受力。1）在墩的一侧满布汽车而另一侧不走车由一侧的汽车荷载在墩底产生顺桥向弯矩 Mx=0.6*（10.5*20+320）*2=636KNm。因墩柱与盖梁（约 5：7）刚度相近，将盖梁与墩柱在横桥向做刚架计算，其中，盖梁计算书另行给出，此处只计算墩柱部分。荷载分别计算汽车活载及“横桥向水平风力”作用下墩底内力。a活载横桥向产生的墩底内力：（同前做法）活载横桥向墩底内力左 右N 825.73 N 180.92Q 14.51 Q 14.51M 59.04 M 12.55b风力横桥向产生的墩底内力：风载横桥向墩底内力（拉力为负）左 右N 51.71 N -51.71Q 5
12、2.89 Q 53.55M 211.19 M 214.07墩底内力组合墩底内力组合顺桥向：0.71.4摩阻力+1.4 汽车活载横桥向:1.1横桥向风力+1.2 恒载+1.4汽车活载N(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Fx(KN) Fy(KN)9473.95 3823.276 314.965 356.143 78.493对于圆形截面，纵横向内力应合并计算。墩底内力N(KN) M(KN.m) F(KN)9473.95 3836.23 364.69252）墩的两侧均布满车计算汽车活载及“横桥向水平风力”作用下墩底内力。活载横桥向墩底内力左 右N 1651.46 N 361.84Q 29.
13、02 Q 29.02M 118.09 M 25.09风荷载同上。墩底内力组合墩底内力组合顺桥向：0.71.4摩阻力 横桥向:1.1横桥向风力+1.2 恒载+1.4汽车活载N(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Fx(KN) Fy(KN)10629.97 2932.876 397.635 356.143 98.807对于圆形截面，纵横向内力应合并计算。墩底内力N(KN) M(KN.m) F(KN)10629.97 2959.71 369.60四、墩身强度与裂缝验算1.墩底截面强度验算（36HRB335-25）第一种情况下墩身截面强度验算：圆形截面偏压 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计
14、规范(JTJ D62-2004)第 5.3.9 条弯矩设计值 Md(kNm) 轴力设计值 Nd 计算长度 lo 安全系数 0 混凝土标号3836.23 9473.95 4.64 1.1钢筋直径(mm) 根数 纵筋面积 纵筋半径 rs 钢筋类型25.0 36 0.01767 0.75桩半径 R(m) 保护层(cm) 砼抗压设计值 fcd 钢筋抗拉设计值 fsd 假设 xo/2r 钢筋弹模0.8 5 13800 280000 0.660 200000.0 查表 计算偏心距A B C D e01.6827 0.6635 0.8766 1.5933 0.4045 1(大于 1 取1) 2(大于 1 取
15、 1) 偏心增大系数 计算偏心否? 实际偏心距 误差 -0.10%0.905 1.000 1.021 1 0.4049 -0.103% 抗力 外力 轴力(kN) 弯矩(kNm) 轴力(kN) 弯矩(kNm) 满足 配筋率 试 算 偏 心 距2616242.3 6570.1 10421.3 4307.7 0.0088 第二种情况下墩身截面强度计算：圆形截面偏压 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D62-2004)第 5.3.9 条弯矩设计值 Md(kNm) 轴力设计值 Nd 计算长度 lo 安全系数 0 混凝土标号2932.88 10629.97 4.64 1.1钢筋直径(mm)
16、 根数 纵筋面积 纵筋半径 rs 钢筋类型25.0 36 0.01767 0.75桩半径 R(m) 保护层(cm) 砼抗压设计值 fcd 钢筋抗拉设计值 fsd 假设 xo/2r 钢筋弹模0.8 5 13800 280000 0.780 200000.0 查表 计算偏心距A B C D e02.0617 0.6061 1.5482 1.1787 0.2748 1(大于 1 取1) 2(大于 1 取 1) 偏心增大系数 计算偏心否? 实际偏心距 误差 -0.38%0.681 1.000 1.023 1 0.2759 -0.385% 抗力 外力 轴力(kN) 弯矩(kNm) 轴力(kN) 弯矩(k
17、Nm) 配筋率 20647.4 5674.8 11693.0 3300.3 满足0.0088 2.墩底截面裂缝宽度计算由于横桥向抗弯刚度较大，因此横桥向裂缝在此不做验算。竖向力:1.0*恒载+0.7*活载(短期组合)或者+0.4*活载(长期组合)弯矩(短期组合):0.7*摩阻力 Ns（KN） Nl（KN） Ms（KNm）(纵横向合并)8040.23 7544.79 2109.97圆形偏心受压截面裂缝宽度计算Ms（KNm ） Ns（KN） Nl（KN） d（mm） C1 =As/(r 2)基本参数2109.97 8040.23 7544.79 25.0 1.0 0.0054 C2 ss=59.4
18、2*N s/(r 2fcu,k)*(2.80*se 0/r-1)-1.65* -2/3 -91.2 不需验算裂缝1.47 Wfk=C1C20.03+ss/Es*(0.004*d/ +1.52c) OK故墩底截面强度和裂缝满足要求。五、单桩承载力及桩身强度验算1.桩顶力计算上构恒载（KN） 活载（KN） 横向风力产生竖向力 （KN） 汇总桩顶竖向力 （KN）6884.21 1651.46 51.71 8587.38试 算 偏 心 距272.单桩承载力计算取桩长 25m，验算其单桩承载力：桩周土第一层 第二层 第三层 第四层桩周长 埋置深度 h 桩面积l l l l 修正系数清孔系数m05.78 25 2.54 5.7 55 7.8 120 2.1 150 9.4 200 0.7 0.5容许承载力 0深度修正K2土容重2800 6 9.4单桩承载力 11768.88 【P】11768.88 KN8587.38KN单桩承载力满足要求。
