简支梁桥下部结构计算书.docx
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简支梁桥下部结构计算书
计算书
工程名称 :
设计编号:
计算内容:
桥梁 计算书
共页
计算年月日
校核年月日
审核年月日
专业负责年月日
目 录
一、计算资料....................................................................................................................3
二、桥梁纵向荷载计算....................................................................................................3
1.永久作用......................................................................................................................3
2.可变作用......................................................................................................................4
三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算....................................4
四、墩台桩基竖向承载力计算........................................................................................4
五、桥台桩身内力计算....................................................................................................5
1、桥台桩顶荷载计算......................................................................................................5
2、桥台桩基变形系数计算..............................................................................................5
3、m 法计算桥台桩身内力...............................................................................................6
六、桥墩桩身内力计算....................................................................................................6
1、桥墩墩柱顶荷载计算..................................................................................................6
2、桥墩桩基变形系数计算..............................................................................................7
3、m 法计算桥墩桩身内力...............................................................................................7
七、桥台、桥墩桩基桩身强度校核................................................................................8
1、桥台桩基桩身强度校核..............................................................................................8
2、桥墩桩基桩身强度校核..............................................................................................9
一、计算资料
1.设计荷载
汽车荷载:
城—A 级
人群荷载:
按《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)10.0.5 条取用。
2.桥梁跨径及横断面布置
跨径组合:
3×13m 简支梁桥,单孔计算跨径:
l0 =12.60 m;
桥梁横断面:
4.5m(人行道)+15m(混行车道)+ 4.5m(人行道)=24m。
3.桥梁主要构造
上部结构采用 3 跨 13m 装配式先张法预应力空心板梁(使用《中华人民共和国交
通行业公路桥梁通用图》板梁系列,编号 36-2 分册,交通部专家委员会等编制)。
下部结构采用桩柱式桥墩、桥台。
墩台基础采用 φ120cm 钻孔灌注桩。
4.桥梁主要材料
(1)、混凝土
空心板梁:
采用 C50 砼预制,C40 砼封端,板梁铰缝采用 C50 砼浇注;
桥面铺装:
10cm 厚 C50 砼现浇层+4cm 细粒式沥青砼(AC-13C)+6cm 中粒式沥
青砼 (AC-20C);
墩台盖梁:
C30 砼;
墩台桩基础:
C30 水下砼。
(2)、钢筋
普通钢筋采用 HPB300 和 HRB400 钢筋,板梁预应力钢筋为 Φs15.2 高强度低松弛
预应力钢绞线。
5.计算依据
《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D60-2004)
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D60-2004)
6. 计算内容
由于设计周期较短,设计时桥梁上部结构套用《中华人民共和国交通行业公路桥
梁通用图》(板梁系列,编号 36-2 分册,交通部专家委员会等编制)图纸,不再进行
验算,本计算书主要对桥梁墩台、桩基等下部结构进行计算。
二、桥梁纵向荷载计算
1.永久作用
(1)、单片板梁自重(含封端砼):
控制因素
部位
计算配筋
实际配筋
桥墩盖梁
裂缝
上缘
12C25
16C25
裂缝
下缘
8C25
16C22
桥台盖梁
裂缝
上缘
11C22
13C22
裂缝
下缘
7C22
13C20
中板:
4.93×26+0.24×25=134.18kN
边板:
6.61×26+0.24×25=177.86kN
(2)、二期恒载
①、单条铰缝:
1.029×25=25.72kN
②、防水砼铺装(单片板梁宽度):
0.1×1×13×25=32.5 kN
③、沥青砼铺装(单片板梁宽度):
0.1×1×13×24=31.2kN
④、单侧单孔栏杆自重:
8×13=104 kN
⑤、单侧单孔人行道(枕梁+人行道板+铺装)自重:
(5.73+3.94+3.04)×25=317.75kN
2.可变作用
(1)、汽车荷载:
城—A 级,q=10.5kN/m,P=212kN/m
(2)、汽车冲击荷载:
冲击系数 u=0.368
(3)、人群荷载:
3.5kPa
三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算
桥墩、桥台盖梁采用桥梁通 V7.78 计算,盖梁按照连续梁模式分别计算其抗弯、
抗剪和裂缝宽度验算。
计算时程序自动对汽车荷载和人群荷载进行最不利加载,并计
入纵横向折减,永久作用为计算者手动输入到程序中。
计算结果:
桥墩、桥台盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图详见“附图 1
桥墩盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图”、“附图 2 桥台盖梁弯矩包络图、剪
力包络图和裂缝配筋图”。
筋,计算其在盖梁桩顶截面需要配置的斜筋根数,具体根数详见剪力包络图。
四、墩台桩基竖向承载力计算
由桥梁通对桥墩、桥台盖梁的计算可知,桥墩桩基墩柱顶竖向荷载
水平力(kN)
弯矩(kN.m)
上部结构自重
-89.9
桥台自重
-1769.7
台后主动土压力
259.0
190.0
台后车辆荷载等产生的附
加土压力
310.0
341.0
汽车、人群荷载(含汽车
冲击力)
-42.4
汽车制动力
165
214.5
合计
734
-1156.5
Nmax=2236.8kN,桥台桩基桩顶竖向荷载 Nmax=2014.3kN。
在桥台桩长计算时,由于场地赋存较厚软弱土层,应考虑桩基负摩阻力的不利作
用。
其中 0#桥台桩基负摩阻力 Nq=371kN,3#桥台桩基负摩阻力 Nq=410kN,负摩阻力
作为外荷载加在桩顶。
墩台桩基竖向承载力验算采用计算者自编 excel 程序计算,桩基均按摩擦桩设计,
计算过程见附表 1~4。
五、桥台桩身内力计算
1、桥台桩顶荷载计算
桥台荷载计算时,一般考虑以下三种工况:
(一) 桥上有活载,台后无活载;
(二) 桥上无活载,台后有活载;
(三) 桥上有活载,台后有活载。
由于在前述桥梁通计算桩顶竖向荷载时,为考虑了桥跨与搭板上均分布有汽车荷
载所得到的结果,同时本桥跨径小,为计算简便,故盖梁底水平荷载与弯矩按第三种
工况计算,其他两种工况不再计算。
此时需计算的荷载包括:
恒载(上部结构自重、
桥台自重)、桥上汽车、人群荷载、台后有车辆荷载等时产生的土压力,同时考虑制动
力的不利影响。
2、桥台桩基变形系数计算
桩基直径 d=1.2m,kf=0.9,k=1.0
桩台桩基计算宽度 b1=kkf(d+1)=1.98m
桩惯性矩 I=1/64×3.1416×1.24=0.1018m4
桩抗弯刚度 EI=0.8ECI=0.8×3×107×0.1018=2442902kN.㎡
坐标
位移
弯矩
剪力
土应力
0.00
0.0030
-231.3
146.8
0.0
-1.55
0.0023
-17.0
122.5
14.1
-3.10
0.0015
133.7
69.9
18.6
-4.65
0.0008
198.1
15.9
15.6
-6.20
0.0004
191.4
-22.3
9.1
-7.75
0.0001
140.4
-39.7
2.6
-9.30
-0.0001
77.0
-39.4
-2.4
-10.85
-0.0001
25.5
-25.9
-5.9
-12.40
-0.0002
2.3
-2.8
-9.0
-13.95
-0.0002
-0.0
-0.0
-10.5
-15.50
-0.0002
-0.0
-0.0
-11.6
-17.05
-0.0002
-0.0
-0.0
-12.8
-18.60
-0.0002
-0.0
-0.0
-13.9
-20.15
-0.0002
-0.0
-0.0
-15.1
-21.70
-0.0002
-0.0
-0.0
-16.3
-23.25
-0.0002
-0.0
-0.0
-17.4
-24.80
-0.0002
-0.0
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- 简支梁 桥下 结构 计算
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