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下部结构施工方案
《下部结构施工方案》
下部结构施工方案是指在建筑工程中，对建筑物的地基、基础和地下结构进行施工的方案。
下部结构是建筑物的支撑系统，直接承受建筑物的重量和荷载，因此施工方案的合理性和可行性对建筑物的安全和稳定性至关重要。
在编制下部结构施工方案时，需要充分考虑以下几个方面：地质条件、地基处理、基础设计和施工工艺。
首先需要对工程所在地的地质条件进行充分的调查和分析，包括土壤类型、地下水位、地震烈度等因素，以便确定合理的地基处理方案。
基础设计需要根据建筑物的荷载特点、地质条件和施工现场的实际情况进行合理的设计，包括基础类型、尺寸和深度等。
最后，需要制定详细的施工工艺方案，包括施工顺序、材料选择、施工方法和安全措施等。
在实际的下部结构施工中，需要严格按照施工方案进行操作，确保施工的安全性和质量。
同时，施工中需要根据实际情况进行及时的调整和改进，保证施工过程的顺利进行。
总之，下部结构施工方案是建筑工程中至关重要的一环，它直接关系到建筑物的安全和稳定性。
只有制定合理可行的施工方案，严格按照方案进行施工，才能保证建筑物的安全和质量。
结构力学第四章 静定拱§4-1 概 述§4-2 三铰拱的数值解§4-3 三铰拱的合理拱轴线杆轴线为曲线，在竖向荷载拱式结构的特点：作用下会产生水平反力（称为推力）。
拱式结构又称为推力结构。
梁式结构在竖向荷载作用下是不会产生推力的。
BBACABC(c)BCAB有拉杆的三铰拱 两铰拱曲梁三铰拱各部分名称高跨比f/l 是拱的一个重要的几何参数。
工程实际中，高跨比在l ~1／10之间，变化的范围很大。
跨度矢高拱趾拱趾拱顶f l 拱轴线拱顶：拱的最高点。
拱趾： 支座处。
跨度：两支座之间的水平距离， 用l 表示。
矢高：拱顶到两拱趾间联线的竖向距离，用f 表示。
拱与其同跨度同荷载的简支梁相比其弯矩要小得多，所以拱结构适用于大跨度的建筑物。
它广泛地应用房屋桥梁和水工建筑物中。
由于推力的存在它要求拱的支座必须设计得足够的牢固，这是采用拱的结构形式时必须注意的。
一、三铰拱的反力和内力计算。
1.支座反力计算（与三铰刚架反力的求法类似）。
代梁代梁：同跨度、同荷载的简支梁,其反力、内力记为、 、 、0V AFV BF 0M 0S F 三铰拱BF F F F fFFF Ayxl/x KC2l/2V AH BH AV BF 1F 2F 3BACF a a a 123F K V AV BH H H F F F B A ==考虑整体平衡0V 332211=−++l F a F a F a F B ()()()[]332211V 1a l F a l F a l F lF A−+−+−=考虑C 铰左侧部分平衡 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−⋅=2211H 2221a l F a l F l F fF yA 由∑X =0，得由∑M A =0()332211V 1a F a F a F lF B++=得由∑M B =0，得由∑M C =0，得B F F F F fFFF Ayx l/x K C2l/2V AH BH AV B与代梁相比较有：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫===f M F F F F F C B B AA 0H 0V V 0V V 可见：三铰拱的竖向支座反力就等于代梁的反力； 水平推力就等于代梁C 截面的弯矩除以矢高； 拱的矢高对水平推力影响很大（矢高愈小即拱的形状愈扁平推力愈大）。
桥梁下部结构计算（要点总结）第一篇：桥梁下部结构计算(要点总结)1．梁、板式桥墩台作用效应组合1．1 梁、板式桥墩第一种组合：按在桥墩各截面和基础底面可能产生最大竖向力的状况组合。
此时汽车荷载应为两跨布载，集中荷载布在支座反力影响线最大处。
若为不等跨桥墩，集中荷载应布置在大跨上支座反力影响线最大处，其他可变荷载作用方向应与大跨支座反力作用效果相同。
它是用来验算墩身强度和基地最大压应力的。
第二种组合：按在桥墩各截面顺桥向上可能产生最大偏心距和最大弯矩的状况组合。
此时应为单跨布载。
若为不等跨桥墩，应大跨布载。
其他可变作用方向应与汽车荷载反力作用效果相同。
它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心距和稳定性的。
第三种组合：当有冰压力或偶然作用中的船舶或漂流物是，按在桥墩各截面横桥向可能产生与上述作用效果一致的最大偏心距和最大弯矩的状况组合。
此时顺桥向应按第一种组合处理，而横桥向可能是一列靠边布载（产生最大横向偏心距）；也可能是多列偏向或满布偏向（竖向力较大，而横向偏心较小）。
它是用来验算横桥向上的墩身强度、基底应力、横向偏心距及稳定性的。
1．2 梁、板式桥台第一种：汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上（此时根据通规，以车辆荷载形式布载）；第二种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）仅布置在桥跨结构上，集中荷载布在支座上；第三种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）同时布置在桥跨结构和破坏棱体上，此时集中荷载可布在支座上或台后填土的破坏棱体上。
2．桩柱式墩台验算——盖梁计算2．1 作用的特点及计算作为梁式桥，上部荷载是以集中力的形式作用于盖梁上，所以作用的作用位置是固定的，而其作用力的大小，随着汽车横向布置不同而变化。
汽车横向布置原则是依据盖梁验算截面产生最大内力的不利状况而确定。
一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可做如下考虑：2.1.1 单柱式墩台盖梁在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面的剪力时，汽车横桥向非对称布置（即按规范要求靠一侧布置），横向分配系数按偏心受压法计算。
《混凝土结构设计原理》第四章受弯构件正截面承载力计算课堂笔记◆知识点掌握：受弯构件是土木工程中用得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截面称为正截面，受弯构件正截面承载力计算就是满足要求：M≤Mu。
这里M为受弯构件正截面的设计弯矩,Mu为受弯构件正截面受弯承载力，是由正截面上的材料所产生的抗力，其计算及应用是本章的中心问题。
◆主要内容受弯构件的一般构造要求受弯构件正截面承载力的试验研究受弯构件正截面承载力的计算理论单筋矩形戴面受弯承载力计算双筋矩形截面受弯承载力计算T形截面受弯承载力计算◆学习要求1.深入理解适筋梁的三个受力阶段，配筋率对梁正截面破坏形态的影响及正截面抗弯承载力的截面应力计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截面受弯构件正截面设计和复核的握法，包括适用条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受力阶段，配筋率对正截面破坏形态的影响及正截面抗弯承载力的截面应力计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截面受弯构件正截面抗弯承载力的计算。
本章的难点：重点1也是本章的难点。
一、受弯构件的一般构造（一）受弯构件常见截面形式结构中常用的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截面形式的有矩形、T形、工字形、箱形、预制板常见的有空心板、槽型板等；为施工方便和结构整体性，也可采用预制和现浇结合，形成叠合梁和叠合板。
（二）受弯构件的截面尺寸为统一模板尺寸，方便施工，宜按下述采用:截面宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截面高度h=250, 300,…、750、800mm，每次级差为50mm，800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使用要求有关，板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过小。
（三）受弯构件材料选择与一般构造1.受弯构件的混凝土等级提高砼等级对增大正截面承载力的作用不显著。
受弯构件常用的混凝土等级是C20~C40。
2.受弯构件的混凝土保护层厚度纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的最小垂直距离，称为混凝土保护层厚度，用c表示。
第4章 钻孔灌注桩、双柱式桥墩桥台的计算4.1桥墩墩柱计算墩柱一般尺寸见图所示，墩柱直径为100cm ，采用30C 号砼，HRB335钢筋。
一. 荷载计算1.恒载计算：由前面计算得： （1）.上部构造恒载，一孔重972kN ; （2）.盖梁自重（半根盖梁）99.6kN ; （3）.横系梁重(1.000.67.225)108kN ⨯⨯⨯=;（4）.墩柱自重20.57.7125151.3kN π⨯⨯⨯=，作用墩柱底面的恒载垂直力为：1972108151.32N kN ⨯++恒＝＋99.6＝844.9;2.活载计算：按顺桥向活载移动情况， 求得支座活载反力的最大值。
① 公路－Ⅱ级考虑到支点外布置荷载，布置长度为：m l 75.1525.05.15=+=。
a 单孔荷载`21198 1.0167.87515.75 1.0162264.18B kN=⨯+⨯⨯⨯= b 双孔荷载单列车时：1211(198 1.0167.8752215.75 1.0162B B kN ==⨯+⨯⨯⨯⨯）＝163.59 12327.18B B kN +=双列车时，()1222327.18B B kN +=⨯＝654.36 ① 人群荷载单孔满载时：（一侧）kN B 45.4175.15016.12118.52=⨯⨯⨯= 双孔满载时（一侧）：kN B B 45.4121=＝ kN B B 90.8221＝+。
（1）.公路－Ⅱ级 ①.单孔荷载：单列车时120,264.18B B kN ==,(1987.87515.751090T kN kN =+⨯⨯<）％＝32.2,取90T kN =。
②.双孔荷载：单列车时1212163.59,327.18B B kN B B kN ==+=,(1987.87515.7521090T kN kN =+⨯⨯⨯<）％＝44.6,取90T kN =。
（2）.人群荷载： ①.单孔行人（单侧）12120,41.45,82.9B B kN B B kN ==+=； ②.双孔行人（单侧）121241.45,82.9B B kN B B kN ==+=。
第4章 钻孔灌注桩、双柱式桥墩桥台的计算4.1桥墩墩柱计算墩柱一般尺寸见图所示，墩柱直径为100cm ，采用30C 号砼，HRB335钢筋。
一. 荷载计算1.恒载计算：由前面计算得： （1）.上部构造恒载，一孔重972kN ; （2）.盖梁自重（半根盖梁）99.6kN ; （3）.横系梁重(1.000.67.225)108kN ⨯⨯⨯=;（4）.墩柱自重20.57.7125151.3kN π⨯⨯⨯=，作用墩柱底面的恒载垂直力为：1972108151.32N kN ⨯++恒＝＋99.6＝844.9;2.活载计算：按顺桥向活载移动情况， 求得支座活载反力的最大值。
① 公路－Ⅱ级考虑到支点外布置荷载，布置长度为：m l 75.1525.05.15=+=。
a 单孔荷载`21198 1.0167.87515.75 1.0162264.18B kN=⨯+⨯⨯⨯= b 双孔荷载单列车时：1211(198 1.0167.8752215.75 1.0162B B kN ==⨯+⨯⨯⨯⨯）＝163.59 12327.18B B kN +=双列车时，()1222327.18B B kN +=⨯＝654.36 ① 人群荷载单孔满载时：（一侧）kN B 45.4175.15016.12118.52=⨯⨯⨯= 双孔满载时（一侧）：kN B B 45.4121=＝ kN B B 90.8221＝+。
（1）.公路－Ⅱ级 ①.单孔荷载：单列车时120,264.18B B kN ==,(1987.87515.751090T kN kN =+⨯⨯<）％＝32.2,取90T kN =。
②.双孔荷载：单列车时1212163.59,327.18B B kN B B kN ==+=,(1987.87515.7521090T kN kN =+⨯⨯⨯<）％＝44.6,取90T kN =。
（2）.人群荷载： ①.单孔行人（单侧）12120,41.45,82.9B B kN B B kN ==+=；②.双孔行人（单侧）121241.45,82.9B B kN B B kN ==+=。
活载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大墩柱垂直力；活载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱底弯矩。
3.双柱反力横向分布计算（活载位置见图4－13） （1）.公路－Ⅱ级单列车时：017.16003003101=+=η；017.0017.112-=-=η双列车时：758.06003001551=+=η242.0758.012=-=η（2）.人群荷载单侧时：15003001.33600η+==； 21 1.330.33η=-=-。
双侧时： 5.021==ηη。
4.荷载组合（1）.最大最小垂直反力时，计算见表4－10。
活载组合垂直反力计算（双孔） 表4－10表中公路－Ⅰ级项内已乘以冲击系数1 1.11μ+=。
（2）.最大弯矩时，计算见表4－11。
活载组合最大弯矩计算（单位：m kN ⋅） 表4－11表4－11内水平力由两墩柱平均分配。
二、截面配筋计算及应力验算1.作用于墩柱顶的外力（见图4—14） （1）.垂直力： 最大垂直力：max 693.6550.56611305.16N kN=++=最小垂直力：（需考虑与最大弯矩值相适应） 由表4－11得：min 693.6264.1841.45999.23N kN=++=（2）.水平力：45H kN = 图4-14 （尺寸单位：cm ） （3）.弯矩：max 10.366651.3127.66M kN m =++=⋅ 2.作用于墩柱底的外力max 1305.16151.31456.46N kN =+= min 999.23151.31150.53N kN =+= max 127.66457.71M kN m =+⨯⋅＝474.613.截面配筋计算（截面1－1，见图4－12） （1）.偏心距计算墩柱的半径10002500r mm ==，砼保护层厚度取60mm ，拟选用20Φ外径22.7mm钢筋，则22.7500(60)428.652s r mm =-+=，428.650.857500s r g r ===，墩柱的计算长度为00.50.57.71L L m ==⨯＝3.86，则桩的长细比0 3.863.864.41L D ==<，则偏心距增大系数取1η=。
计算偏心距0047461011456.46d d Me e mm N ηη'===⨯＝325.86。
（2）.截面配筋设计 假设iξξ=，试算后得0.23ξ=，查得系数0.3969A =,0.3103B =, 1.3486C =-, 1.5361D =。
将其代入式 00e C Dgr Br e A f f sdcd '--'⨯'=ρ，计算配筋率得： 13.80.3723325.860.31035000.0011280 1.53610.857500 1.3486468ρ⨯-⨯=⨯=⨯⨯+⨯ 将所得配筋率代入式sdcd du f r C f Ar N '+=22ρ得 220.396950013.80.0011 1.3486500280du N kN =⨯⨯-⨯⨯⨯＝1473 又014561.01473du d N N γ=⨯＝0.995<2%，所得计算轴向力设计值与实际值基本相等。
所得配筋率％5.0<ρ，则取005.0=ρ，按构造配筋。
所需钢筋截面面积为： 2220.005500A r mm ρππ==⨯⨯＝3925。
选用1420Φ，供给钢筋面积24400s A mm =，又428.65s r mm =，钢筋间距为22428.658012s r mm mm n ππ⨯⨯=>＝224.33，满足规范要求。
按构造配筋不进行复核。
三.摩擦桩计算拟定钻孔灌注桩直径为1.2m ，采用C25砼，25Φ的HRB335钢筋，灌注桩按m 法计算。
（一）荷载计算 每一根桩承受的荷载为： 1.两孔恒载反力（图4—15）119272N kN =⨯＝463.52.盖梁恒重反力 299.6N kN =3.系梁恒重反力 3108N kN =m4.一根墩柱恒重4151.3N kN =作用于桩顶的恒载反力恒N 为： 图4-15 1234N N N N N kN =+++恒＝844.9 5.灌注桩每沿米自重 kN q 96.16)1025(42.12=-⨯⨯=π（已扣除浮力）。
6.活载反力（1）.两跨活载反力： 5550.56N kN =（公路Ⅱ级，双列车）561N kN '=（人群荷载，单侧）（2）.单跨活载反力： 6264.18N kN =（公路Ⅱ级，双列车）641.45N kN '=（人群荷载，双侧）（3）.制动力45T kN =,作用点在支座中心，距桩顶距离为： 7.71 1.14m +＝8.85 （不考虑风力的作用） 7.作用于桩顶的外力（图4—16）max 693.6550.56611305.16(N kN =++=双孔）min 693.6264.1841.45999.23(N kN =++=单孔）45(H kN =单孔）66)0.258.85(264.1841.45)0.25458.85474.66()M N N T kN m '=+⨯+⨯=+⨯+⨯=⋅（单跨活载时 （二）桩长计算用确定单桩容许承载力的《公桥基规》经验公式初步反算桩长，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为3h ， 设计数据：最大冲刷线标高-3.32 m, 设计水位9 m 一般冲刷线标高 -0.11 m ， 地面标高1.5m.拟定桩直径为1.2m,旋转成孔孔径为1.35m ，桩周长： 1.35 4.24U m π=⨯=()221.2 1.134A m π==，查表得：65.0=λ 00.9m = 2 2.5K = []0330KPa σ=换算容重：'2γ近似的取9（已扣除浮力）当两跨活载时，'1234550121463.599.6108151.3550.5661 4.8216.9616.9621515.78.48h N N N N N N N l q qhh h=+++++++=++++++⨯+⨯⨯=+由[][]{}002231(3)2h i i N P U l m A K h τλσγ==++-∑式中h N ——一根桩收到的全部竖直荷载，最大冲刷线以下的桩中的一半作外荷载计算。
有[](){}(){}11.3525 3.560645 5.786020.650.9 1.13330 2.59 3.2131515.78.48P h h hπ=⨯⨯⨯++⨯+-⨯⎡⎤⎣⎦+⨯⨯⨯+⨯+-=+上式化简为133.351148.28h =；解得8.6h m =取9h m = 则桩底标高为：-12.32m （四）桩基内力计算（m 法）1.桩的计算宽度b 1m d K b f 98.1)12.1(9.0)1(1=+=+= 2.桩的变形系数α 51EImb =α 式中，42.810c E MPa =⨯，4441018.02.16464m d I =⨯==ππ730.670.67 2.8100.1018191010c EI E I ==⨯⨯⨯=⨯则最大冲刷线下m d h m 4.4)12.1(2)1(2=+⨯=+= m h 深度内只存在一种土，4117.72,15000/;h m m kN m ==则0.43α==桩的换算深度 0.439 3.87( 2.5)h h m m α==⨯=> 故按弹性桩来计算。
3.计算墩柱顶上外力i i i M Q P ,,及最大冲刷线处桩上外力000,,M Q P 桩帽顶的外力（按一跨活载计算） 999.23i P kN = 45i Q kN =474.66i M kN m =⋅ 换算到最大冲刷线处桩顶的外力：0999.2316.96(1.5 3.321)1098P kN =+⨯++= 045Q kN =()0474.66 1.5 3.32145736.56.M KN M =+++⨯=4.计算最大冲刷线下深度Z 处桩截面上的弯矩M z 及水平压应力zx σ (1).桩身弯矩：000m m z B M A Q M +=αz M 值计算列表4—12如下，结果以图4—17表示：（2）.桩身水平压应力： 01201x x zx B Z b M A Z b Q αασ+=桩身弯矩z M 计算（单位：m kN ⋅） 表4—12图4—17桩身水平压应力zx σ计算（单位：2/m kN ） 表4—135.桩顶纵向水平位移验算桩在最大冲刷线处水平位移0x 和转角0φ00000323323345736.562.44 1.620.431019100.431019100.000720.003341046()x xQ M x A B EI EI m mm mm αα-=+=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+=⨯=<符合规范000002233445736.56( 1.62)( 1.75)0.4421019100.4421019101.710Q M A B EI EI radφφφαα-=+=⨯-+⨯-⨯⨯⨯⨯=-⨯ 441110.049,64I m E E π=⨯==所以，411410.481.2E I n EI === 332112121133731[()()]3451[(0.48 1.07.71)0.67 2.8100.03230.487.71 1.08.71]1.3810 1.38Q Q x nh h nh h h h E I m mm-=+++=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯= 2121211273[(2)]2736.56[7.710.48 1.0(27.71 1.0)]20.67 2.8100.0324.110 4.1m Mx h nh h h E I m mm-=++=+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯= 墩顶纵向水平位移（以墩柱顶纵向水平位移计）313(40.1713.53 1.38 4.1)1011.781011.75x m mm--=--⨯++⨯=⨯=（）水平位移容许值[] 2.525cm mm ∆====[]∆<1x ，所以符合要求。
