桥台计算书.docx

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桥台计算书

桥台计算书

设计：

葛翔

复核：

GX.Kate

审核：

xiangxiang

1计算依据与基础资料1

1.1标准及规范1

1.1.1标准1

1.1.2规范1

1.1.3主要材料1

1.2计算资料2

1.2.1结构尺寸2

1.2.2墙后填土参数2

2

2荷载计算4

2.1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5

2.1.2不考虑浮力时自重恒载计算6

2.2台背土压力计算7

2.2.1台后填土自重引起的主动土压力7

2.2.2台后活载引起的主动土压力8

2.3作用力汇总9

3偏心距验算10

4地基承载力验算10

5抗滑移稳定性验算11

6抗倾覆稳定性验算11

7验伸缩缝的选择12

U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》（CJJ11-2011）

?

《公路桥梁设计通用规范》JTGD60-2015（简称《通规》）

?

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2012（简称《预规》）

?

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）

1.1.3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24kN/m3；

3）钢筋：

采用HRB400，

，

；

采用HPB300，

，

。

1.2计算资料

1.2.1结构尺寸

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）=26.57o<混凝土最大刚性角40o满足要求，台后填土与水平面夹角β=0。

。

1.2.2墙后填土参数

墙背填土容重γs=19KN/m3,

计算内摩擦角Φ=40o。

桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,

基底摩擦系数μ=0.3,

地基容许承载力[σ]=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

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

表2.1上部构造荷载

计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心弯矩，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

336.55

2

搭板

384.00

5.90

2265.60

3

背墙

319.01

1.78

567.84

4

侧墙

151.25

4.65

703.31

5

人行道

164.05

4.9

803.85

6

台身

5083.68

4.4

22368.19

7

填土

6246.17

5.5

34353.94

8

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：

71735.77KN.m；则桥台及台内填土对基础底中心力臂为：

桥台及桥台内填土对基础底偏心弯矩：

2.2台后土压力

式中：

γ——土容重，γ=19KN/m3；

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；

μ——主动土压力系数。

θ

破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算：

式中：

——土内摩擦角，

=40o；

β——填土表面与水平线夹角，β=0o；

α——台背与竖直面夹角，α=0o；

δ——台背与填土间摩擦，δ=

/2=20o；

则

，

破坏棱体长度

在

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

用库伦土压力公式计算

土压力作用点距桥台基底距离c，

土压力对桥台基底弯矩

当台后无活载时，h=0，土压力计算如下：

土压力作用点距桥台基底距离c，

土压力对桥台基底弯矩

2.3温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力

简支板及桥面连续的施工温度为15oC～25oC，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+34至-3度。

则温升为34-15=19oC，温降为25-（-3）=28oC。

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

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=2.065，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：

式中c——收缩系数，c=0.00001

51=0.00051；

——桥墩（台）支座顶部集成刚度

桥墩（台）距0号台的距离；

——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。

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

按规范JTGD60——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110KN<165KN，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（台后有活载）

1628.94

—

5537.44

2

土压力（台后无活载）

1413.66

—

3298.54

3

温降、砼收缩及徐变影响力+制动力

251.17

—

1758.19

4

砼收缩及徐变影响力

38.86

—

272.03

5

上部结构恒载

—

2033.89

5430.49

6

上部结构活载

—

3211.54

8574.82

7

桥台和台内填土重

—

15434.46

14628.27

8

荷载组合Ⅰ（1+4+5+6+7）

1667.80

20679.89

34443.05

9

荷载组合Ⅱ（1+3+5+6+7）

1880.11

20679.89

35929.21

10

仅有恒载（2+4+5+7）

1452.52

17468.35

23629.33

4地基承载力计算

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Ⅰ：

<地基容许承载力400KN/m2

荷载组合Ⅱ：

<1.25×400=500KN/m2

以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，承载力满足要求。

5偏心距验算

基础底核心半径

桥台仅受恒载作用时：

荷载组合Ⅱ：

以上均在规范JTGD63-2007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

荷载组合Ⅰ：

荷载组合Ⅱ：

以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。

6.2抗滑移稳定性验算

式中

——竖向力总和；

——抗滑稳定水平力总和；

——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Ⅰ：

荷载组合Ⅱ：

以上均在规范JTGD63-2007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TANΦ=T/AG=10465/47143×1.1=0.202

支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ

=70×0.202=14.14mm

7.2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TANΦ=T/AG=8208/47143×1.1=0.158

支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ

=70×0.158=11.08mm

7.3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∑Δ=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14.14mm<20mm，

伸缩缝计算合拢量11.08<20mm，采用GQF-C40型伸缩缝满足要求。