下部结构计算

一、桥涵水文基础知识跨水域桥梁，满足洪水宣泄要求。

桥梁基本尺寸，包括桥孔长度、桥面标高、基础埋深等的确定，必须考虑设计使用年限内可能发生的最大洪水，包括其流量、流速及水位等因素。

1大、中桥设计流量推算设计流量的推算，要按《公路工程水文勘测设计规范》的要求，根据所掌握的资料情况，选择适当的计算方法。

对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用水文统计法。

而缺乏实测流量资料时，则多采用间接方法或经验公式计算。

计算时要注意水文断面与桥位的关系，正确推算桥位处的设计流量和设计水位。

2小桥涵设计流量推算桥涵一般都缺乏观测资料。

因此相关部门制定了各种小流域流量计算公式和相应的图表作参考，设计时，应以多种计算方法予以比较。

常用的方法：形态调查法、暴雨推理法和直接类比法。

暴雨推理公式是直接根据设计规定频率P推求出对应的洪峰流量Qp，此方法计算出的Qp即是拟建小桥涵处设计流量。

形态调查法和直接类比法仅推出了形态断面处或原有小桥涵位处的流量Q‘p故须向拟建小桥涵位处折算成设计洪峰流量Qp。

在条件许可情况下，宜用几种方法计算互相核对比较，并通过加强调查研究、积累资料、进行科学实验，找出适合本地区的计算方法，结合实际情况确定计算公式和有关的参数。

3桥位选择的一般规定（1）调查和勘测。

对复杂的大桥、特大桥应进行物探和钻探；考虑现状，征求有关部门的意见，经全面分析认证，确定推荐方案。

（2）在整体布局上与铁路、水力、航运、城建等方面规划互相协调配合；保护文物、环境和军事设施等；照顾群众利益，少占良田，少拆迁。

（3）高速公路、一级公路的特大、大、中桥桥位线形应符合路线布设要求。

原则上应服从路线走向；桥、路综合考虑；注意位于弯、坡、斜处的桥梁设计和施工的难度。

（4）对水文、工程地质和技术复杂的特大桥位、应在已定路线大方向的前提下、根据河流的形态特征、水文、工程地质、通航要求和施工条件以及地方工农业发展规划等，在较大范围内作全面的技术、经济比较确定。

桥梁下部结构设计0 前言随着经济不断发展，桥梁建设得到了飞速发展，它已从最开始的方便人们过河、跨海之用，已广泛应用于各种场合，它的用途不断多样化，它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化，不仅从功能上、规模上，还从美观上、经济效益上，逐渐与时代发展相协调。

所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体，也是一道美丽的风景被人津津乐道。

面对着新工艺、新挑战，原有的桥梁建设正面对历史的考验，当代建设者肩负着光荣而又艰巨的任务，为明天创造历史。

本设计说明书所编写的是沈阳至阜新公路桥的下部设计方案。

通过上部荷载传力，拟定桥墩尺寸，以确定相应的尺寸是否满足要求，配置以合适的钢筋，使提高桥墩的承载力，使达到桥梁的耐久性要求。

在桥梁的使用期内，完成桥梁墩台的使命。

通过本次设计，我基本上掌握了桥梁下部设计的基本内容，从选截面尺寸，到配置钢筋，每一个细节都是经过多次考虑，通过反复验算，使桥梁墩台满足要求，且以经济合理的材料用量完成。

所以下部设计是要求桥梁设计者，从上部得到内力组合后，设计以适应下部使用的尺寸结构进行验算。

本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识，使自己具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。

1 桥型方案比选沈阳至阜新公路桥，桥孔布置为5×35m的预应力混凝土箱型简支梁桥，桥梁全长175m。

本桥上部为预应力混凝土箱型梁，下部结构为钻孔灌注桩墩台。

1.1 技术设计标准1．桥面净宽：4×3.75m+0.5m=15.5m；2．荷载等级：公路-Ⅰ级荷载；3．设计洪水频率：1/100；4．环境类别：Ⅱ类环境；5．设计安全等级：二级，结构重要性系数01.0γ=。

1.2 主要设计依据1．《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）3．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）4．《公路桥涵设计手册-墩台与基础》5．沈阳至阜新公路桥设计资料1.3 工程地质资料根据地质勘察，揭露的地层岩性主要为素黏土、砾石、亚砂土、粉砂、泥岩。

目录第一局部工程概况及根本设计资料1 1.1 工程概况11.2 技术标准与设计规11.3 根本计算资料1第二局部上部构造设计依据3 2.1 概况及根本数据32.1.1 技术标准与设计规32.1.2 技术指标32.1.3 设计要点42.2 T梁构造尺寸及预应力配筋42.2.1 T梁横断面42.2.2 T梁预应力束52.2.3 罗望线T梁构造配筋与部颁图比拟52.3 构造分析计算52.3.1 活载横向分布系数与汽车冲击系数52.3.2 预应力筋计算参数52.3.3 温度效应及支座沉降62.3.4 有限元软件建立模型计算分析6第三局部桥梁墩柱设计及计算73.1 计算模型的拟定73.2 桥墩计算分析73.2.1 纵向水平力的计算73.2.2 竖直力的计算83.2.3 纵、横向风力93.2.4 桥墩计算偏心距的增大系数 103.2.5 墩柱正截面抗压承载力计算113.2.6 裂缝宽度验算123.3 20米T梁墩柱计算123.3.1 计算模型的选取123.3.2 15米墩高计算133.3.3 30米墩高计算173.4 30米T梁墩柱计算223.4.1 计算模型的选取223.4.2 15米墩高计算223.4.3 30米墩高计算273.4.4 40米墩高计算313.5 40米T梁墩柱计算353.5.1 计算模型的选取353.5.2 15米墩高计算363.5.3 30米墩高计算40第四局部桥梁抗震设计464.1 主要计算参数取值464.2 计算分析464.2.1 抗震计算模型464.2.2 动力特性特征值计算结果47 4.2.3 E1地震作用验算结果49 4.2.4 E2地震作用验算结果49 4.2.5 延性构造细节设计504.3 抗震构造措施53第一局部工程概况及根本设计资料1.1 工程概况省余庆至安龙高速公路罗甸至望谟段，主线全长77.4公里，工程地形起伏大，山高坡陡，地质、水文条件复杂，桥梁工程规模大，高墩大跨径桥梁较多，通过综合比选，考虑技术、经济、构造耐久、施工方便、维修便利及施工标准化等因素。

桥梁下部结构设计计算探讨摘要：桥梁下部结构设计计算对桥梁结构的安全和使用功能影响十分显著，合理的结构设计使桥梁上、下部结构协调一致，轻巧美观。

本文以吉林省长春市两横两纵快速路桥梁下部结构为例，围绕桥梁下部结构的选型、设计、计算及影响桥梁稳定的若干因素等方面展开阐述，可供参考。

关键词：桥梁下部；结构设计；计算abstract: the substructure of bridge design and calculation has influence on bridge structure safety and using function, reasonable structural design makes the bridge substructure, coordinated, lightweight appearance. this paper takes jilin province changchun two horizontal and two vertical expressway bridge substructures for example, described around the bridge lower structure type selection, design, calculation and the effect of some factors such as the bridge stability aspects, for reference.key words: substructure; structure design; calculation 中图分类号：u433.2 文献标识码：a文章编号：1 工程概况桥梁下部结构直接承担着传递上部荷载的作用，其结构设计、计算等在整个桥梁设计中占有关键性的位置。

本文以吉林省长春市两横两纵快速路桥梁下部结构为例，桥梁下部概况如下：盖梁采用双墩柱小悬臂盖梁，盖梁截面采用变截面矩形截面，截面尺寸1.5×1.5～1.5×0.5m；桥墩采用双柱式桥墩（无系梁），桥墩截面采用圆形截面，直径1.7米；承台尺寸8×6×1.5 m ；桩基采用双排桩，每排3根，间距2m，桩径1m。

浅谈《桥易》（BridgeEasy）程序计算桥梁下部结构王佳歆蒋元军曹景(天津市市政工程设计研究院天津300051)摘要：《桥易》是天津市政工程设计研究院谢宝来工程师近年来以Microsoft Office Excel 程序为载体，基于最新版本设计规范自主开发的桥梁下部结构计算软件，本文结合作者对《桥易》程序的长期使用，总结出一些个人的心得，谨供大家共同探讨研究。

关键词：《桥易》桥梁下部结构设计软件工作效率1 引言桥梁下部结构计算大致可分为：高程计算、桩长计算、结构配筋计算等几部分。

过去我们至少要用三个程序来完成上述所有计算，而自从《桥易》程序研发完成后，所有下部结构计算均可以在一个程序下完成，不但方便设计人查阅信息，避免了以往辗转于多个程序的困扰，而且还做到了相关信息相互引用，便于自校，大大提高了工作效率，减少了劳动时间，增加了计算准确程度。

每个设计师的工作方式、方法、习惯都不尽相同，本文作者通过自己长期使用《桥易》程序进行桥梁下部结构设计总结出些许自己的技巧和心得，特在此与大家分享。

2 桥梁下部结构计算工作流程用《桥易》程序进行桥梁下部结构计算工作分为：资料收集、建立计算模板、高程计算、桩长和结构配筋计算、构件表格生成以及计算数据输出等六个步骤。

对应使用《桥易》软件中：“下部结构计算程序”、“墩柱高程计算程序”和“构件表格生成程序”等程序。

2.1 资料收集与建立计算模板资料收集包括：对道路专业相关资料的收集、对桥梁总体信息的收集、对桥梁基本数据的收集、对上部结构反力的收集和对桥梁钻孔地质资料的收集。

有了以上这些资料我们就可以对一个桥梁项目的下部结构有了一个总体和笼统的了解，并可以将这些资料信息输入到计算模板中去了。

道路资料相关信息包括里程桩号、纵断面文件、地面线文件和超高文件等信息；桥梁总体信息包括桥梁的墩号、分跨、结构形式、桥宽和梁高等信息；上部结构反力包括静载、活载、车道数和偏载等信息。

桥梁下部结构设计——毕业设计一、背景和意义现代化的交通建设离不开许多重要的组成部分，其中桥梁就是最为常见的交通建筑物之一。

桥梁是道路交通的重要组成部分，桥梁的安全性、稳定性和耐久性是交通行业中一个重要的研究方向。

在桥梁下部结构设计中，研究桥墩、基础等结构的设计和稳定性分析，主要目的是保证桥梁的安全性和运行的稳定性，同时提高桥梁的使用寿命和减少维护成本。

桥梁下部结构是桥梁结构的重要组成部分，其设计好坏直接关系到整座桥梁的使用寿命和安全性。

因此，设计一个稳定可靠的桥梁下部结构，不仅能够保证交通的安全和畅通，而且也能为国家的经济发展贡献力量。

二、桥梁下部结构的设计原则桥梁下部结构的设计，需要考虑的因素非常多，在进行具体的设计之前，需要先明确设计原则。

这些原则可以帮助设计师确保桥梁下部结构的稳定性和安全性。

1、承受荷载能力：桥梁下部结构需要经过充分的荷载计算和评估，确保其能够承受桥梁的所有荷载，包括静荷载和动荷载。

2、合理的标准化：桥梁下部结构设计需要遵循国家和地方的标准，保证其设计的合理性和规范性。

3、稳定性和安全性：桥梁下部结构设计需要考虑到流过的水流、河床变化和地质条件等因素，并对其稳定性和安全性进行评估。

4、减少对环境的影响：桥梁下部结构设计需要尽量减少对周围环境的影响，包括水文环境、生态环境、道路交通等方面。

5、设计的经济性：桥梁下部结构设计需要具有合理的造价、工期和资源利用效率，以尽可能地减少建设成本。

三、桥梁下部结构的类型桥梁下部结构主要包括桥墩、桥台和基础三部分。

不同类型的桥梁下部结构有不同的结构形式和设计方法，下面简单介绍一下常见的几种类型。

1、墩式桥梁下部结构：墩式桥梁下部结构常见于中小跨度桥梁上，是指桥墩作为桥梁上部结构（比如梁和板）的支撑物。

墩式桥梁下部结构的墩身可以是不规则形状的、多边形状的或圆柱形的，具体的形式可以根据设计要求和土质条件来确定。

2、腿式桥梁下部结构：腿式桥梁下部结构一般用于桥梁在双岸距离很远的地方，其特点是在桥梁两侧各建一台，通过桥墩将两台连接成一体。

城市高架桥梁的下部结构设计方法与要点随着我国城市化大力发展，各类资源在城市高度集中，城市交通基础设施也需要不断完善以满足人们出行和物资运输需求。

髙架桥梁充分利用了城市空间资源，是城市交通运输重要平台。

由于城市用地紧张，建筑物复杂，路线的规化与常规公路工程显着不同，高架桥梁下部结构设计需要考虑诸多因素。

标签：高架桥梁;下部结构;设计方法;要点一、桥梁结构计算设计（一）柱基的计算工程当中的柱基通常都是按照群桩来进行计算，同时使用“m”法。

计算柱基的过程当中，应当对恒载、活载、制动力、支座摩阻力及温度力最为不利的结合进行严格的检算，并对墩身的强度与裂缝宽度相应的验算工作。

（二）盖梁纵向的计算在对普通钢筋混凝土结构的桥墩来说，其盖梁纵向钢筋的抗弯配筋行设计的过程当中，一般能够使用平面杆系有限元的软件来对其计算。

在有关计算的过程当中运用纵向抗剪设计，记录有关剪力方面的数据，然后再按照高架桥梁的有关要求来对斜筋及箍筋的进行配备普通钢筋，最后检验是否能够达到有关规范的要求。

（三）盖梁横向的计算双柱式的预应力混凝土盖梁主要是为了确保预应力钢束可以有弯起的高度，因此梁截面通常运用倒T的钢束布置形式，如此能够使得桥梁截面的高度得到相应的提升，还可以节省混凝土的用料。

从盖梁底部伸出的墩柱部位是盖梁截面相对而言较为薄弱的部位，对该部位应当展开全方位的验算工作，并进行配筋加强处理。

（四）墩柱和承台的计算针对墩柱横纵向截面来说，应对其强度与裂缝宽度进行相应的验算。

墩柱作为产生偏心受压的物体，若墩柱的高度相对较高时，则需要对纵向弯曲系数所致使的偏心增大系数进行考虑。

在具体的施工当中，因为受到现场施工条件的约束，使墩柱遭受了巨大的弯矩，特别是高架桥梁的上部结构的跨径度较大时，则需要运用某些临时措施，如在墩柱的附近搭建满堂钢管支架。

除此之外，针对承台的横纵向截面来说，针对强度与裂缝宽度的验算也是十分重要的，承台是由墩柱结构传下来的承载力用于验算，通常弯矩取桩截面的中心位置至墩柱结构边缘位置的距离。

XXX 大桥下部结构检算计算书一、基本资料见设计图纸二、参考规范及书籍1、《桥梁工程》（上册）范立础 人民交通出版社2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024—85）三、计算书由于该桥为两联对称结构，所以取一联进行上部结构计算。

一）、荷载横向分布系数计算 （一）跨中及1/4l 处按铰接板法利用等代刚度法将连续梁等代为简支梁，计算其荷载横向分布系数。

经计算，其边跨、次边跨、中跨的刚度提高系数分别为 1.49、2.08、2.05。

三跨的刚度系数计算得0122.01=γ 0171.02=γ 0169.03=γ 根据γ查铰接板荷载横向分布影响线竖标表，绘制荷载横向分布影响线，计算各跨各板的荷载横向分布系数（粗体）和横向影响系数，列表如下：（根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 4.3.1进行布载）1、边跨2、次边跨3、中跨（二）支座处按杠杆原理法计算，计算各跨各板的荷载横向分布系数（粗体）和横向影响系数，列表如下：（根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 4.3.1进行布载）（三）各板荷载横向分布系数汇总取三跨中最大的荷载横向分布系数来统一计算各跨荷载，列表如下：（四）防撞护栏横向分布系数防撞护栏自重作为均布荷载作用于边梁，其集度为m KN q /7.720/154==。

其横向分布系数列于下表（跨中用铰接板法，支座用杠杆原理法）二）、上部结构恒载计算 （一）、端跨1、一期恒载根据设计图纸工程数量表得：桥面板自重（1g ）：1号、9号 KN 3.2741043.27=⨯ 2号～8号 KN 5.2281085.22=⨯ 2、二期恒载根据设计图纸工程数量表得：（二）、中跨1、一期恒载根据设计图纸工程数量表得：桥面板自重（1g ）：1号、9号 KN 2.2721022.27=⨯ 2号～8号 KN 7.2261067.22=⨯ 2、二期恒载根据设计图纸工程数量表得：（三）简支体系上支座恒载反力（空心板+铰缝 ，每片梁一端视为一个支座）（四）连续体系上二期恒载引起支座反力1、防水混凝土+沥青铺装+封头+接缝按均布荷载计算作用于五跨连续体系上KN q 28.44)6.2851.4522.2725.450(201=+⨯+⨯+⨯=引起的支座反力为：2、防撞护栏引起的支座反力表—11（五）恒载引起的支座反力汇总（简支体系恒载支座反力+连续体系恒载支座反力）三）上部结构汽车活载引起支座反力计算根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 4.3.1 计算得车道荷载为：m KN q K /875.7= KN P K 72.177=根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 4.3.2 计算得汽车荷载冲击系数为：43.0=μ（结构基频为f 1=c Cm EI l 22616.13π0157.01767.0-=Inf μ）然后根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 4.3.1进行布载计算（一）按0号台最不利布载（一、三、五跨布均布荷载，0号台支座处布集中荷载）支座反力列于下表（已计入冲击力，单位：KN）（二）按1号墩最不利布载（一、二、四跨布均布荷载，1号墩支座处布集中荷载）支座反力列于下表（已计入冲击力，单位：KN）（三）按2号墩最不利布载（二、三、五跨布均布荷载，2号墩支座处布集中荷载）支座反力列于下表（已计入冲击力，单位：KN）四）各墩台支座反力汇总（一）0号台（二）1号墩（单位：KN）（三）2号墩注：3号墩支座反力同2号墩，4号同1号，5号墩全部支座反力为0号台的二倍二）、盖梁计算（1、5号墩）（一）、荷载计算1、上部结构恒载计算如上表2、盖梁自重及内力计算见表—19盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算表3、活载计算见上表 （二）、内力计算1、恒载加活载作用下各截面内力考虑盖梁与墩柱线刚度比为555.2<,盖梁按8.2.1规定刚构计算如下： （1）弯矩计算M1-1=0 M2-2=01.11⨯-R M3-3=1201.21⨯-⨯-R RM4-4=132201.31⨯-⨯-⨯-R R R M5-5=14233201.41⨯-⨯-⨯-⨯-R R R R M6-6=45.0445.1345.2246.31⨯-⨯-⨯-⨯-R R R R1号墩各种荷载作用下各截面弯矩计算如下表－20(1)表－20(1)考虑墩柱支承对盖梁内力消减作用，取控制截面6－6M6-6=45.0445.1345.2246.31⨯-⨯-⨯-⨯-R R R R5号墩各种荷载作用下各截面弯矩计算如下表－20(2)表－20(2)（单位：KN •m ）（2）1号墩盖梁内力汇总计算见表－211号墩盖梁内力汇总表表－215号墩盖梁内力汇总计算见表－225号墩盖梁内力汇总表以上二表盖梁内力为设计值，均采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）4.1.6规定的基本组合，恒载分项系数为1.2，活载分项系数为1.4。

混凝土桥梁下部结构病害分析与加固发布时间：2022-08-30T03:25:10.613Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第8期作者：杨芬[导读] 下部结构是混凝土桥梁的重要组成结构，决定了桥梁的整体稳定性及传荷能力。

杨芬(湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北武汉430051)摘要：下部结构是混凝土桥梁的重要组成结构，决定了桥梁的整体稳定性及传荷能力。

根据下部结构的常见形式对病害类型及产生机理进行分析。

以武汉某桥梁为研究对象，通过对该桥梁进行定期检查，确定桥梁下部结构存在病害类型及部位，对该桥梁技术状况进行评分计算为66分，属于3类桥梁，需要对下部结构进行加固处置。

采用粘贴钢板法以及套箍加固法对下部结构进行加固，提高了桥梁下部结构的耐久性。

关键词：混凝土桥梁，下部结构，病害分析，加固措施1 引言随着我国公路工程建设的不断发展，我国已经建成的公路桥梁总数超过35万座[1]。

虽然公路桥梁建设的速度快、数量多，但是由于桥梁建设较早有些桥梁已经出现了一些病害，影响了桥梁的整体性及耐久性[2]。

下部结构是桥梁主要的承重结构，包括桥墩、桥台以及基础组成，下部结构材料多为钢筋混凝土材料，在车辆活载和桥跨恒载的共同作用下，导致桥梁结构在使用过程中出现大量病害，严重降低耐久性[3]。

由于桥梁结构组成复杂，下部结构病害产生的原因较多，且产生机理复杂，因此需要对桥梁下部结构病害产生机理及加固方式进行研究[4]。

本文以武汉某桥梁为例，根据桥梁下部结构的组成及分类，研究下部结构病害存在的类型及部位，确定下部结构病害产生的机理。

通过对该桥下部结构进行定期检查，确定该桥梁的病害类型及数量，根据调查结果对该桥梁下部结构进行技术状况评定，依据评定结果，针对相应病害提出该桥梁下部结构加固措施。

2 混凝土桥梁下部结构病害及产生机理混凝土桥梁下部结构病害的产生主要包括两方面原因。

一方面是内因，主要由于混凝土桥梁在勘察设计以及施工方面存在问题导致桥梁下部结构提前出现病害，需要进行加固处理。