桥台计算书
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桥台计算书————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ桥台计算书设计: 葛翔复核:GX.Kate 审核:xiangxiang目录1计算依据与基础资料1ﻩ1.1 标准及规范1ﻩ1.1.1 标准 (1)1.1.2 规范 (1)1.1.3 主要材料 (1)1.2 计算资料2ﻩ1.2.1 结构尺寸 (2)1.2.2墙后填土参数 ........................................... 21.2.3墙体与地基参数ﻩ22 荷载计算 (4)2.1 桥台及上部荷载计算................................. 错误!未定义书签。
2.1.1 桥上活载反力ﻩ52.1.2 不考虑浮力时自重恒载计算 .................................. 62.2 台背土压力计算7ﻩ2.2.1台后填土自重引起的主动土压力 (7)2.2.2台后活载引起的主动土压力8ﻩ2.3作用力汇总 (9)3 偏心距验算1ﻩ04 地基承载力验算 (10)5抗滑移稳定性验算1ﻩ16抗倾覆稳定性验算11ﻩ7验伸缩缝的选择12ﻩU型桥台计算1 计算依据与基础资料1.1 标准及规范1.1.1标准•上部构造形式:预制后张法预应力混凝土简支空心板•下部构造形式:重力式U型桥台•设计荷载:城市-A级•结构重要性系数: 1.11.1.2规范•《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)•《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2015(简称《通规》) •《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JT G D62-2012(简称《预规》)•《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D 63-2007) 1.1.3 主要材料1)混凝土:桥台台帽、背墙采用C30混凝土,侧墙C25混凝土,台身、扩大基础C25片石混凝土,容重均采用24 kN /m 3; 3)钢筋:采用HRB400,,5S E 2.010MPa =⨯; 采用HPB 300,sk 300MPa f =,5S E 2.110MPa =⨯。
1.2 计算资料 1.2.1 结构尺寸sk 400MPa f =图1-1桥台一般构造图(单位:cm)假设台背铅直,基础墙趾扩散角=tan-1(50/100)=26.57o<混凝土最大刚性角40o满足要求,台后填土与水平面夹角β=0。
1.2.2 墙后填土参数墙背填土容重γs=19KN/m3,计算内摩擦角Φ=40o。
1.2.3墙体与地基参数桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,基底摩擦系数μ=0.3,地基容许承载力[σ]=2500Kpa 。
1.2.3计算荷载人群荷载q=3kN/m 2,上部构造反力--恒载标准值p 1=2033.89KN , 上部构造反力--活载标准值p 2=3211.54KN 。
2 荷载计算2.1 桥台及上部结构的荷载计算 2.1.1 桥上部反力表2.1 上部构造荷载2.1.2自重恒载计算编号铅垂力N(KN )距基底中心的距离(m) 弯矩M (K N.m) 活载 3211.54 2.67 8574.82 恒载2033.892.675430.49计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心弯矩,首先计算各部分重力及其对基础底前趾点“A”弯矩;编号项目铅垂力(KN)对A点力臂(m)对A弯矩(KN.m)1 台帽292.65 1.15 336.552 搭板384.00 5.90 2265.603背墙319.01 1.78 567.844 侧墙151.254.65 703.315 人行道164.05 4.9803.856 台身5083.68 4.4 22368.197填土6246.175.5 34353.948 基础2793.653.7 10336.51由上表可知,桥台及台内填土重合计:15434.46KN;桥台及台内填土对A点弯矩合计:71735.77KN.m;则桥台及台内填土对基础底中心力臂为:桥台及桥台内填土对基础底偏心弯矩:2.2台后土压力台后土压力按JTG D60-2015规范4.2.3条计算,式中: γ——土容重,γ=19K N/m 3;B——桥台计算宽度,B=15.23m;H ——桥台计算高度,H=7m ;h——破棱体范围内车辆荷载的等代均布土厚度;μ——主动土压力系数。
2.2.1破裂角θ破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算:式中: ——土内摩擦角,=40o;71735.771-7.4=0.95m 15434.462⨯15434.460.95=14628.27KN.m ⨯1E=B H H+2μγ(2h )tan =-tan +cot +tan tan -tan θωϕωωα()()=++ωαδϕϕϕβ——填土表面与水平线夹角,β=0o ;α——台背与竖直面夹角,α=0o ;δ——台背与填土间摩擦,δ=/2=20o ;则 ,破坏棱体长度在长度内按最不利布置车辆荷载,可布置一个后轴车辆荷载280K N,在桥台计算宽度内,8m 行车道,可布置两辆车,故2.2.2主动土压力系数用库伦土压力公式计算2.2.3台后有活载时的台后土压力ϕo o o o =++=0+20+40=60ωαδϕo o o o o tan =-tan60+cot40+tan60tan60-tan0=0.5183θ()()tan 70.5183 3.628o H m θ==⨯=o 2280560G KN =⨯=∑5600.53315.23 3.62819G h m B o γ===⨯⨯∑2222cos ()sin()sin()cos cos()[1]cos()cos()cos (400)sin(4020)sin(400)cos 0cos(020)[1]cos(020)cos(00)0.1994ϕαμϕδϕβααδαδαβ-=+-+++--=+-+++-=土压力作用点距桥台基底距离c,土压力对桥台基底弯矩2.2.3台后无活载时的台后土压力当台后无活载时,h=0,土压力计算如下:土压力作用点距桥台基底距离c ,土压力对桥台基底弯矩2.3温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力2.3.1温降、混凝土收缩、徐变作用()1B H H+2115.230.1994197720.53321628.94E KN μγ==⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=(2h )37730.533 3.4323720.533H H h c m H h ++⨯=⨯=⨯=++⨯1628.94 3.45537.44M KN m =⨯=•221E=B H 2115.230.199419721413.66 KN m μγ=⨯⨯⨯⨯=•7 2.3333H c m ===1413.66 2.333298.54M KN m =⨯=•简支板及桥面连续的施工温度为15o C~25o C,计算温度力时的温度取值:“公路桥涵设计通用规范“P35 ,4.3.12-2表,公路桥梁结构的有效温度标准值,混凝土、石桥,温热地区为+34至-3度。
则温升为34-15=19o C,温降为25-(-3)=28oC 。
桥台为重力式U 台,其刚度可假定为无穷大,桥台与其上支座串联,且桥台刚度假定为无穷大,故它们的集成刚度及为支座刚度,其上有一排24个支座,一排支座的刚度为混凝土的收缩应力,参考1985年” 公路桥涵设计通用规范”P18 ,装配式钢筋混凝土结构的收缩影响力相当于降温(5-10)o C,平均取7.5o C 。
混凝土徐变影响,按比拟法,参考“公路桥梁伸缩装置”一书(人民交通出版-2001年)P117, 混凝土的徐变与收缩之比为0.165/0.08=2.065,按混凝土收缩与徐变关系换算,相当于降温7.5*2.0625=15.469度。
则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28+7.5+15.469=51o C,它们使上部构造两端向中间收缩,中间必86有一个不动点,其离0号桥台距离:式中 c ——收缩系数,c=0.0000151=0.00051;——桥墩(台)支座顶部集成刚度桥墩(台)距0号台的距离;0242488021120/21120/K Kh N mm KN m =⨯=⨯==i i i c K L Rx c K μ+=∑∑∑⨯i i K L ⨯——活动支座的支座摩阻力,假定不动点以右为正,以左为负,本桥无活动支座,不计此项。
由上部结构降温及混凝土收缩、徐变在各墩台的支座顶产生的水平力为:0号台2.3.2制动力按规范JTG D60—2015第4.3.5条,一个设计车道上于汽车荷载产生的制动力标准值按本规范4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算,但公路—1级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN 。
在16m范围内,可布置一辆550KN 的车,一辆车的10%为55KN ;同向行驶双车道乘以2,为110KN <165KN ,则按165KN 计。
0号台为简支梁桥台、固定支座,应计制动力等于165KN 。
2.3作用力汇总表2.3 桥台基础底面外力汇总表 序号项目 水平力(KN ) 竖直力(KN) 弯矩(K N.m) 1 土压力(台后有活载) 1628.94 — 5537.44R μ0.00051(2112002112016)80.00051211202x m ⨯⨯+⨯==⨯⨯8211200.0005186.17o P xK c KN ==⨯⨯=2土压力(台后无活载) 1413.66 — 3298.54 3 温降、砼收缩及徐变影响力+制动力 251.17 —1758.19 4砼收缩及徐变影响力 38.86 — 272.03 5上部结构恒载 — 2033.89 5430.49 6上部结构活载 — 3211.54 8574.82 7桥台和台内填土重 — 15434.46 14628.27 8荷载组合Ⅰ(1+4+5+6+7)1667.80 20679.89 34443.05 9荷载组合Ⅱ(1+3+5+6+7)1880.11 20679.89 35929.21 10 仅有恒载(2+4+5+7) 1452.52 17468.35 23629.33 4地基承载力计算按规范JT G D63-2007第4.2.2条计算基础底面积 A =7.415.73=116.402m 2基础底抗力矩基础底应力荷载组合Ⅰ:⨯max min 20679.8934443.05116.4021433.562P =±201.6852153.633/KN m =22115.737.4143.5626W m =⨯⨯=<地基容许承载力400KN/m 2荷载组合Ⅱ:<1.25×400=500KN /m2 以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内,承载力满足要求。