双柱式桥墩设计算例Word格式.docx
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厘米)。
图2桥梁横断面布置图
4.上部结构附属设施恒载:
单侧人行道5kN/m,桥面铺装自己根据铺装厚度计算。
5.设计活载:
公路-Ⅰ级
6.人群荷载:
3kN/m2
7.主要材料:
主筋用HRB335钢筋,其他用R235钢筋
混凝土:
混凝土为C40
8.支座
板式橡胶支座,摩擦系数f=0.05
9.地质水文资料
(1)无流水,无冰冻。
(2)土质情况:
考虑墩底与基础固结,基础承载能力良好。
二、设计内容
(一)桥墩尺寸拟定
(二)桥墩荷载及荷载组合计算
(三)桥墩配筋
(四)桥墩检算
三、具体设计
1、墩柱尺寸拟定
2、盖板设计
2.1永久荷载计算
1.上部结构永久荷载:
人行道:
5kN/m
桥面铺装:
为简化计算三角形区域取平均值。
混凝土垫层平均高度:
铺装总高度12cm
铺装重量:
T型梁:
每片梁面积:
每片边梁自重
(kN/m)
每片中梁自重
一孔上部构造自重(kN)
每一个支座恒载反力
(kN)
15号
2、3、4号
1119kN
1、5号
2.3.4号
20.03
16.26
126.2
102.4
2、盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)
盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算
截面编号
分块自重(kN)
弯矩(kN·
m)
剪力(kN)
V左
V右
0-0
-11.25
1-1
-27
2-2
-48.6
75.6
3-3
57.6
4-4
桥墩中心支反力F=69.3+43.8=124.2kN
2.2可变荷载计算
荷载对称布置时用杠杆发,非对称布置时用偏心受压法。
①公路—I级
a.单车列,对称布置(图3)时:
b.双车列。
对称布置(图4)时:
图3(尺寸单位:
cm)
图4(尺寸单位:
c.单车列,非对称布置(图5)时
图5(尺寸单位:
由,已知则
d.双车列,非对称布置(图5)时:
已知:
,,,则:
②人群荷载
a.两侧有人群,对称布置时(图6):
b.单侧有人群,对称布置时(图6):
,,
图6(尺寸单位:
则:
按顺桥向可变荷载移动情况,求得支座可变荷载的反力值(图7)
图7(尺寸单位:
①公路-I级
双孔布载单列车时:
双孔布载双列车时:
单孔布置单列车时:
单孔布载双列车时:
②人群荷载(图8)
单孔满载时:
(一侧)
双孔满载时(一侧):
图8(尺寸单位:
b.可变荷载横向分布后各梁支点反力(计算的一般公式为),
见表3
各梁支点反力计算表3
荷载横向分布情况
公路-Ⅱ级荷载(KN)
人群荷载(KN)
计算方法
荷载布置
横向分布系数η
单孔
双孔
B
R1
对称布置按杠杆法算
单列行车
公路-I级
η1=0
η4=0.281
η3=0.438
η2=0.281
η5=0
276.6
77.7
121.2
342.7
96.3
150.1
双列行车
η1=0.266
η2=0.438
η3=0.594
η4=0.438
η5=0.266
553.1
147.1
242.3
328.5
685.4
182.3
300.2
407.1
人群荷载
η1=1.422
η2=-0.422
η3=0
η4=-0.422
η5=1.422
14.3
20.3
-6
28.6
40.6
-12
非对称布置按杠杆法算
η1=0.463
η4=0.331
η3=0.200
η2=0.069
η5=-0.063
128.1
91.6
55.3
19.1
-17.4
158.7
113.4
68.5
23.6
-21.6
公I级
η1=0.269
η2=0.234
η4=0.166
η5=0.131
148.8
129.4
110.6
91.8
72.4
184.4
160.4
137.7
113.8
89.8
η1=0.684
η2=0.422
η4=-0.042
η5=-0.284
9.8
6
2.9
-0.6
-4.1
19.6
12
5.8
-1.2
-8.2
计算见表4,表中均取用各梁的最大值,其中冲击系数为:
1+μ=1+0.3=1.3
各梁永久荷载、可变荷载基本组合计算表(单位:
kN)表4
编号
荷载情况
1号梁R1
2号梁R2
3号梁R3
4号梁R4
5号梁R5
①
恒载
252.4
204.8
②
公路-I级双列对称
237
390.3
529.2
③
公路-I双列非对称
239.7
208.5
179
148
116.7
④
人群对称
⑤
人群非对称
⑥
①+②+④
530
583.1
734
⑦
①+②+⑤
509
607.1
739.8
593.9
481.2
⑧
①+③+④
532.7
401.3
383.8
340.8
409.7
⑨
①+③+⑤
518
425.3
389.6
351.6
360.9
d.双柱反力G计算(图9),所引用的各梁反力见表5
由上表可知对称荷载作用下两柱反力一致,非对称作用下左边柱子反力大。
双柱反力G计算表5
荷载组合情况
计算式
反力(KN)
组合⑥
公路—I级双列对称人群对称
(5305.3+583.13.7+7342.1+583.10.5—5301.1)=1480.1
1480.1
组合⑦
公路—I级双列对称人群非对称
(5095.3+6073.7+7402.1+5940.5—481.21.1)=1491.7
1491.7
组合⑧
公路—I级双列非对称人群对称
(532.75.3+401.33.7+383.82.1+340.80.5—409.71.1)=1150.9
1150.9
组合⑨
公路—I级双列非对称人群非对称
(5185.3+425.33.7+389.62.1+351.60.5—360.91.1)=1170.5
1170.5
由表5可知,偏载左边的立柱反力最大(G>
G),并由荷载组合⑦时(公路—I级、双列非对称布置与人群对称组合)控制设计。
此时
G=1491.7kN,G=1439.3kN。
2.3内力计算
1.恒载加活载作用下各截面的内力
(1)弯矩计算(图9)
截面位置见图9示。
为求得最大弯矩值,支点负弯矩取用非对称布置时数值,跨中弯矩取用对称布置时数值。
按图9给出的截面位置,各截面弯矩计算式为:
M①-①=0
M②-②=-R0.50
M③-③=-R1.10
M④-④=-R1.60+G0.50
M⑤-⑤=-R3.20+G2.10—R1.60
图9(尺寸单位:
各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6,注意的是,表中内力计算未考虑施工荷载的影响。
各截面弯矩计算表3-24
墩柱反力
梁支座反力(kN)
各截面弯矩
G1
R2
截面1-1
截面2-2
截面3-3
截面4-4
组合公路-Ⅱ级双列对称
-265
-583
-107.9
479.3
-254.5
-559.9
-68.55
532.4
组合公路-Ⅱ级双列非对称
-266.4
-586
-276.9
70.2
-259
-569.8
-243.6
120
(2)相当于最大弯矩时的剪力计算
一般计算公式为:
截面1-1:
V左=0,V右=-R1
截面2-2:
V左=V右=-R1
截面3-3:
V左=-R1,V右=G1-R1
截面4-4:
V左=G1-R1,V右=G1-R1-R2
截面5-5:
V左=G1-R1-R2,V右=G1-R1-R2-R3
计算值见表7
各截面剪力计算表7
墩柱反力G1kN
梁支座反力(KN)
各截面剪力(KN)
截面0-0
R3
组合
公路-Ⅱ级
583
-530
-53
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