桥台计算书解读.docx
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桥台计算书解读
洛嵩高速连接线道路新建工程
溢坡中桥
(2×30)m桥台(0#)计算书
(按钢筋混凝土结构计算)
计算:
复核:
二○一二年十月
一、盖梁底的台后土压力
填土内摩擦角
=30°,填土容重γ=19kN/m3,台帽正宽14.24m,台帽底至背墙顶高度为3.65m,桩基础直径为1.5m,共有3个,正距为5.1m。
土压力系数为:
=0.3014
式中:
—台背与竖直线的夹角,
=0°
—台背与土的摩擦角,
=15°
—填土表面与水平面的夹角,
=0°
1、汽车荷载等代土层引起的土压力
桥台底的台后土压力应加上活载(汽车荷载)等代土层引起的土压力。
汽车等代土层厚度为:
式中:
—破棱体平面内布设的活载轴重;
—破棱体平面面积,B为破棱体宽度,取14.24m(台帽的宽度),l0为破棱体长度,按以下公式计算:
先求破棱体破裂面与竖直线夹角“θ”的正切值,按规范:
式中:
α—台背与竖直线的夹角,α=0
—台背与土的摩擦角,
=15°
=45°
0.6529
=33.14°
其中H1为台帽底到背墙顶的高度,H1=3.65m;
=2.38m
破棱体平面内,横桥向布置3列车,纵桥向布置一个加重后轴,横向折减系数为0.78,其重力为:
∑G=3×2×140×0.78=655.2kN
=1.02m
汽车荷载引起的土压力为:
=0.5×19×1.02×1.02×14.24×0.3014
=42.42kN
对台帽底的力臂为:
=1.43m
对台帽底的弯矩为:
M=EC=42.42×1.43=60.66kN.m
2、台帽背墙高度范围内的土压力
土的单宽强度为:
0.3014×3.65×19=20.90kN/m2
式中:
h1为背墙顶至台帽底的距离。
E1=0.5×20.90×3.65×14.24=543.15kN
对基础底的力臂为:
1.22m
对基础底的弯矩为:
543.15×1.22=662.64kM.m
二、基础底的台前土压力
仅计算台身前的土压力,台身计算宽度为14.24m。
土压力系数为:
式中:
—台帽前坡与竖直线的夹角,
=0°
—台背与土的摩擦角,
=15°
—台前锥坡与水平面的夹角,经计算
=-33.69°
=0.2178
土的单宽压强为:
0.2178×1.6×19=6.62kN/m2
EH=0.5×6.62×1.6×14.24=75.42kN
E对台帽底的弯矩为:
0.53m
75.415×0.53=142.29kM.m(与台后土压力方向相反)
三、台前、台后土压力汇总
汇总时,水平土压力向台后为负,向台前为正;弯矩顺时针方向为正,逆时针方向为负
土压力
台帽底
土压力(kN)
台后土压力
台帽
543.15
台前土压力
台帽
-75.42
合计
水平力:
467.73
土压力弯矩(kN.m)
台后土压力
台帽
662.64
台前土压力
台帽
-142.29
合计
519.95
四、恒载
1、上部结构恒载
上部结构恒载竖向力为:
3282kN,对基础底的偏心弯矩为:
M=3282×0.075=246.15kN.m
2、下部结构恒载
名称
体积(m3)
重力(kN)
对台帽底中心力臂(m)
偏心弯矩(kN.m)
耳墙
2.4
62.4
2.00
124.51
背墙
12.4
322.4
0.56
178.93
牛腿
1.76
45.76
0.89
40.65
台帽
38.8
1008.8
0.00
0.00
挡块
0.4
10.4
0.23
2.34
搭板
17.65
458.9
0.91
415.30
合计:
1908.66
——
761.73
五、活载
本桥台为钢筋混凝土台帽,下接桩基,应计入冲击系数。
汽车荷载竖向反力为2724.12kN,汽车荷载对台帽底偏心弯矩为:
M=2724.12×0.075=204.31kN.m
六、支座摩阻力
上部结构恒载竖直压力为3282kN,活动支座摩擦系数为0.20,故支座摩阻力为:
3282×0.20=656.4kN
对台帽底的力臂为1.83m,弯矩为:
656.4×1.83=1201.2kN.m
七、台帽底作用力汇总
基础底作用力汇总
基础底
土压力
竖直力kN
0
水平力kN
467.73
弯矩kN.m
519.95
汽车荷载等代土压力
水平力kN
42.42
弯矩kN.m
60.66
上部结构恒载
竖直力kN
3282.0
弯矩kN.m
246.15
下部结构恒载
竖直力kN
1908.66
弯矩kN.m
-761.73
活载
竖直力kN
2724.12
弯矩kN.m
204.31
摩阻力
水平力kN
±656.4
弯矩kN.m
±1201.2
八、台帽底截面验算
1、荷载组合系数
荷载名称
基本组合系数
短期效应组合
长期效应组合
上部恒载
1.2
1
1
上部活载
1.4
0.7
0.4
上部附加力
1.4
1
1
土重力
1.2
1
1
摩阻力
1.4
1
1
无车土压力
1.2
1
1
活载引起的土压力
1.4
1
1
桥台自重
1.2
1
1
2、台帽底荷载组合
承载能力极限状态组合(计算强度)
组合
N(t)
H纵(t)
MA(t·m)
(1)
1+2+3
622.9
56.1
0.5
(2)
1+2+3+6
622.9
62.1
9.0
(3)
1+2+3+5+7
1004.3
148.0
-139.0
(4)
1+2+3+5+6+7
1004.3
154.0
205.8
短期效应组合(计算裂缝)
组合
N(t)
H纵(t)
MA(t·m)
(1)
1+2+3
519.1
46.8
0.4
(2)
1+2+3+6
519.1
51.0
6.5
(3)
1+2+3+5+7
709.8
112.4
110.2
(4)
1+2+3+5+6+7
709.8
116.7
140.9
长期效应组合(计算位移)
组合
N(t)
H纵(t)
MA(t·m)
(1)
1+2+3
519.1
46.8
0.4
(2)
1+2+3+6
519.1
51.0
6.5
(3)
1+2+3+5+7
628.0
112.4
128.7
(4)
1+2+3+5+6+7
628.0
116.7
134.8
3、截面验算
(1)强度验算
计算信息:
全预应力混凝土截面承载能力极限状态荷载组合I
------------------------------------------------------------
最大轴力强度验算
截面受力性质:
下拉偏压
内力描述:
Nj=1.21e+04KN,Qj=1.85e+03KN,Mj=2.47e+03KN-m
截面抗力:
NR=3.8e+05KN>=Nj=1.21e+04KN(满足)
最小配筋面积Agmin=0.0m**2<实际配筋面积Ag=0.0m**2(满足)
最小轴力强度验算
截面受力性质:
下拉偏压
内力描述:
Nj=1.00e+04KN,Qj=1.54e+03KN,Mj=2.06e+03KN-m
截面抗力:
NR=3.8e+05KN>=Nj=1.00e+04KN(满足)
最小配筋面积Agmin=0.0m**2<实际配筋面积Ag=0.0m**2(满足)
最大弯矩强度验算
截面受力性质:
下拉偏压
内力描述:
Nj=1.21e+04KN,Qj=1.85e+03KN,Mj=2.47e+03KN-m
截面抗力:
NR=3.8e+05KN>=Nj=1.21e+04KN(满足)
最小配筋面积Agmin=0.0m**2<实际配筋面积Ag=0.0m**2(满足)
最小弯矩强度验算
截面受力性质:
下拉偏压
内力描述:
Nj=1.00e+04KN,Qj=1.54e+03KN,Mj=2.06e+03KN-m
截面抗力:
NR=3.8e+05KN>=Nj=1.00e+04KN(满足)
最小配筋面积Agmin=0.0m**2<实际配筋面积Ag=0.0m**2(满足)
(2)裂缝验算
计算结果:
正常使用极限状态荷载组合II抗裂性验算:
上缘:
长期荷载弯矩:
M=1.41e+03KN-m
全部使用荷载弯矩:
Mo=1.41e+03KN-m
长期荷载裂缝宽度:
d_f=0.0mm
容许裂缝宽度:
d_fo=0.2mm
上缘抗裂性验算满足
下缘:
长期荷载弯矩:
M=1.41e+03KN-m
全部使用荷载弯矩:
Mo=1.41e+03KN-m
长期荷载裂缝宽度:
d_f=0.0mm
容许裂缝宽度:
d_fo=0.2mm
下缘抗裂性验算满足。
九、桩基计算
桩身截面为圆形,直径1.5m,桩顶主筋采用30根φ25mm,主筋保护层厚度为6cm,间距@=14.2cm,桩基配筋率为1.12%。
1、桩基验算:
桩基验算采用“m”法。
采用B90程序进行计算。
结果如下:
DESIGNDATA
LC
IBH
N
IO
IX
NS
NP
X0
Y0
3
300
1
1
1
2
1
0
0
BX
BY
BH
NX
NY
CX
CY
S0
HM0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
IZ0
IW0
H0
HI
IZ1
IW1
HM
HK
CM
0
0
0
0
0
3
5000
0
10000
C0
FA
CK0
RI
RT
R0
R2
R3
R4
10000
30
200
1
2
0.7
10
5.5
5.5
F
DX
DY
CK
A1
DG
IG
SG
MD
70
1.5
0
1.05
0.06
25.1
0
180
3
K
X0
Y0
XH
YH
ZH
(M)
(M)
(M)
(M)
(M)
1
0
0
0
0
10
K
LO
H
HC
DD
IZ
IS
G1
G2
IW
(M)
(M)
(M)
(KN/M[KN])
(KN/M[M])
1
0
25
0.5
4
0
0
0
0
3
IP
PX-
PY/
NZ
MX
MY
MZ
KC
(KN)
(KN)
(KN)
(KN.M)
(KN.M)
(KN.M)
1
513
0
3348
0
686
0
1
COMPUTATIONRESULT
AM(X)=.283(.000)AM(Y)=.283(.000)CK1=860.0F1=70.00
IP(P)=1K(P)=1IP(M)=1K(M)=1IP(E)=1K(E)=1
IP=1
XYZOXOYOZ
(M)(M)(M)(RAD)(RAD)(RAD)
TUVW=.0066853.0000000.0018296.0000000-.0009932.0000000
[S0]=10.50MPA[GS]=180.00MPA
K=1
NXPY-PZ/MXMYMZ
(KN)(KN)(KN)(KN.M)(KN.M)(KN.M)
NI=3348.000513.000.000.000.000686.000
ND=3348.000513.000.000.000.000686.000
XOYOZO0XO0YO0ZO
(M)(M)(M)(RAD)(RAD)(RAD)
UD=.0018296.0066853.0000000.0000000.0000000-.0009932
H
NX
MZ
MY
CZCY
FA
NS
NZ
NY
GD
SH
GG
HG
(M)
(KN)
(KN.M)
(KPA)
(CM2)
(MM)
(MPA)
0
3348
686
0
0
0
68.72
1
14
25
3.79
-0.32
36.29
--------------------------------------------------------------------------------
0
3348
686
0
0
0
68.72
1
14
25
3.79
-0.32
36.29
0.35
3293.75
505.47
0
0
11.2
68.72
1
14
25
3.24
-4.76
31.26
0.71
3239.5
328.04
0
0
21
68.72
1
14
25
2.71
-9.11
26.31
1.06
3185.25
156.47
0
0
29.6
68.72
1
14
25
2.19
-13.31
21.52
1.41
3131
-6.83
0
0
36.8
68.72
1
14
25
1.73
-16.94
17.3
1.76
3076.75
-159.86
0
0
42.7
68.72
1
14
25
2.14
-12.63
21.01
2.12
3022.5
-300.96
0
0
47.2
68.72
1
14
25
2.51
-8.64
24.41
2.47
2968.26
-428.85
0
0
50.6
68.72
1
14
25
2.84
-4.99
27.47
2.82
2914.01
-542.59
0
0
52.7
68.72
1
14
25
3.14
-1.71
30.16
3.18
2859.76
-641.59
0
0
53.8
68.72
1
14
25
3.38
1.3
32.37
3.53
2805.51
-725.53
0
0
53.8
68.72
1
14
25
3.64
4.54
34.65
3.88
2751.26
-794.4
0
0
53
68.72
1
14
25
3.87
7.97
36.8
4.24
2697.01
-848.43
0
0
51.4
68.72
1
14
25
4.09
11.43
38.72
4.59
2642.76
-888.08
0
0
49.1
68.72
1
14
25
4.27
14.69
40.29
4.94
2588.51
-913.98
0
0
46.2
68.72
1
14
25
4.4
17.71
41.38
5.29
2534.26
-926.95
0
0
42.9
68.72
1
14
25
4.48
19.9
42.03
5.65
2480.01
-927.91
0
0
39.2
68.72
1
14
25
4.49
21.07
42.2
6
2425.76
-917.9
0
0
35.2
68.72
1
14
25
4.45
21.57
41.79
6.35
2371.51
-898.03
0
0
31.1
68.72
1
14
25
4.36
21.12
40.89
6.71
2317.26
-869.45
0
0
26.9
68.72
1
14
25
4.21
19.92
39.55
7.06
2263.02
-833.33
0
0
22.7
68.72
1
14
25
4.03
18.14
37.85
7.41
2208.77
-790.85
0
0
18.5
68.72
1
14
25
3.81
15.99
35.81
7.77
2154.52
-743.17
0
0
14.5
68.72
1
14
25
3.57
13.39
33.69
8.12
2100.27
-691.41
0
0
10.7
68.72
1
14
25
3.32
10.75
31.41
8.47
2046.02
-636.66
0
0
7
68.72
1
14
25
3.07
8.28
29.09
8.82
1991.77
-579.94
0
0
3.6
68.72
1
14
25
2.82
6
26.82
9.18
1937.52
-522.21
0
0
0.4
68.72
1
14
25
2.59
3.97
24.63
9.53
1883.27
-464.37
0
0
-2.6
68.72
1
14
25
2.36
2.22
22.55
9.88
1829.02
-407.24
0
0
-5.3
68.72
1
14
25
2.15
0.74
20.62
10.24
1774.77
-351.59
0
0
-7.7
68.72
1
14
25
1.97
-0.49
18.92
10.59
1720.52
-298.1
0
0
-10
68.72
1
14
25
1.79
-1.59
17.22
10.94
1666.27
-247.4
0
0
-12
68.72
1
14
25
1.62
-2.63
15.6
11.29
1612.02
-200.08
0
0
-13.9
68.72
1
14
25
1.45
-3.57
14.06
11.65
1557.77
-156.66
0
0
-15.7
68.72
1
14
25
1.3
-4.41
12.62
12
1503.53
-117.63
0
0
-17.3
68.72
1
14
25
1.16
-5.14
11.3
12.35
1449.28
-83.43
0
0
-18.8
68.72
1
14
25
1.03
-5.74
10.11
12.71
1395.03
-54.52
0
0
-20.3
68.72
1
14
25
0.92
-6.2
9.06
13.06
1340.78
-31.3
0
0
-21.8
68.72
1
14
25
0.82
-6.51
8.15
13.41
1286.53
-14.2
0
0
-23.3
68.72
1
14
25
0.74
-6.66
7.41
13.77
1232.28
-3.62
0
0
-24.8
68.72
1
14
25
0.68
-6.64
6.83
14.12
1178.03
0
0
0
-26.4
68.72
1
14
25
0.64
-6.44
6.44
--------------------------------------------------------------------------------
[P]=5393.33KNP=3835.07KNH1=.00MFD=.025MM(H=6.00M)SL=.12MPA(H=1.41M)
经验算,混凝土最大压应力4.49MPa,钢筋最大拉应力21.57MPa,最大压应力41.79MPa;均满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)要求。
2、桩长计算
0号台、2号台桩基桩长分别取30m、25m,计算如下。
桥名
溢坡中桥
钻孔编号
1
里程桩号
K3+025.4
适用桩编号
0号台
桩基配筋情况
20根&25
桩基直径
1.5
m
成孔桩径
1.575
m
桩顶反力
3348.0
KN
u
4.712
m
Ap
1.767
m2
m0
0.850
λ
0.7
[fa0]
200
Kpa
桩端处土承载力容许值
K2
5
γ2
10
KN/m3
参考地基规范37页γ2取值说明
qr
922
桩底支承力
土层侧摩阻力
土层
层厚(m)
侧摩阻力(Kpa)
Li*qik
杂填土
0.80
0
0.0
黄土湿陷
5.00
0
0.0
离石黄土
2.60
70.0
182.0
离石黄土
14.90
75.0
1117.5
黄土状粉质粘土
0.00
70
0.0
卵石土
6.7
160
1072.0
侧摩阻力占比例
土层侧摩阻力合计
5587.7
77.42%
桩长
30.00
m
容许承载力(KN)
承载力设计值(KN)
判断桩长是否满足
[Ra]=
7217.5
>
Ra=
4107.4
30m桩长满足
富余力(KN)
富余度
3110.0
7
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