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桥台计算书

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桥台计算书

设计： 葛 翔

复核：

审核：xiangxiang目 录

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U型桥台计算

1 计算依据与基础资料

标准及规范

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：

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》JTG D62-2012（简称《预规》）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

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 /m3；

3）钢筋：采用HRB400，sk400MPaf，5SE2.010MPa；

采用HPB300，sk300MPaf，5SE2.110MPa。

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）=<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。。

墙背填土容重γs=19KN/m3,

计算内摩擦角Φ=40o。

桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,

基底摩擦系数μ=,

地基容许承载力[σ]=2500Kpa。

人群荷载q=3kN/m2，

上部构造反力--恒载标准值p1=，

上部构造反力--活载标准值p2=。

2 荷载计算

桥台及上部结构的荷载计算

桥上部反力

表 上部构造荷载

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 铅垂力N

（KN） 距基底中心的距离

（m） 弯矩M

（）

活载

恒载 编号 项目 铅垂力

（KN） 对A点力臂

（m） 对A弯矩

（）

1 台帽

2 搭板

3 背墙

4 侧墙

5 人行道

6 台身

7 填土

8 基础

由上表可知，桥台及台内填土重合计：；桥台及台内填土对A点弯矩合计：；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：

台后土压力

式中： γ——土容重，γ=19KN/m3；

B——桥台计算宽度，B=；

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。

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； β——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oooo=++=0+20+40=60 ，

破坏棱体长度 tan70.51833.628oHml

在ol长度内按最不利布置车辆荷载，可布置一个后轴车辆荷载280KN，在桥台计算宽度内，8m行车道，可布置两辆车，故2280560GKN

用库伦土压力公式计算

土压力作用点距桥台基底距离c，

土压力对桥台基底弯矩

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

温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力

简支板及桥面连续的施工温度为15oC～25oC，计算温度力时的温度取值：“公路桥涵设计通用规范“P35 ，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=19oC，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）oC，平均取。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=，按混凝土收缩与徐变关系换算，相当于降温*=度。则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28++=51oC，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==；

iiKL——桥墩（台）支座顶部集成刚度桥墩（台）距0号台的距离；

R——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 8211200.0005186.17oPxKcKN

按规范JTG D60——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。

作用力汇总

表 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（） 1 土压力（台后有活载） —

2 土压力（台后无活载） —

3 温降、砼收缩及徐变影响力+制动力 —

4 砼收缩及徐变影响力 —

5 上部结构恒载 —

6 上部结构活载 —

7 桥台和台内填土重 —

8 荷载组合Ⅰ（1+4+5+6+7）

9 荷载组合Ⅱ（1+3+5+6+7）

10 仅有恒载（2+4+5+7）

4地基承载力计算

基础底面积 A=基础底抗力矩

基础底应力

荷载组合Ⅰ： maxmin20679.8934443.05116.4021433.562P

<地基容许承载力400KN/m2

荷载组合Ⅱ：maxmin20679.8935929.21116.402143.562P

<×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。

5偏心距验算 22115.737.4143.5626Wm 基础底核心半径143.5621.233116.402WmA

桥台仅受恒载作用时：023629.331.35317468.35MemN

荷载组合Ⅱ：035963.681.73920679.89MemN

以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，偏心距验算满足要求。

6抗倾覆及抗滑移稳定性验算

抗倾覆稳定性验算

荷载组合Ⅰ： 034477.511.66720679.89MemN

荷载组合Ⅱ：035963.681.73920679.89MemN

以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。

抗滑移稳定性验算

式中iP——竖向力总和；

ipH——抗滑稳定水平力总和；

iaH——滑动水平力总和；

——基础底面与地基之间的摩擦系数，取。

荷载组合Ⅰ：0.420679.8904.961.31667.8ck

荷载组合Ⅱ：0.420679.8904.41.21880.11ck

以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗滑移稳定性满足要求。

7伸缩缝的选择

温降、混凝土收缩及徐变、制动力引起的伸缩量 由以上计算知，在桥台的支座上由于温降影响、混凝土收缩及徐变、制动力产生的水平力为，每个支座的水平力为T=24=10465N

支座剪切变形正切值 TANΦ=T/AG=10465/47143×=

支座的水平变形 Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ

=70×=

温升、制动力引起的伸缩量

由以上计算知，在桥台的支座上由于温升影响制动力产生的水平力为32+165=197KN，每个支座的水平力为T=197/24=8208N

支座剪切变形正切值 TANΦ=T/AG=8208/47143×=

支座的水平变形 Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ

=70×=

伸缩缝选型

根据以上计算伸缩缝安装以后，伸缩缝可能拉开，可能合拢。伸缩缝的伸缩量合计∑Δ=+=。

采用GQF-C40型伸缩缝，该伸缩缝允许拉伸或压缩各40/2=20mm

伸缩缝计算拉开量<20mm，

伸缩缝计算合拢量<20mm，采用GQF-C40型伸缩缝满足要求。

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重力式桥台

重力式桥台

（一）明挖扩大基础施工

明挖扩大基础施工工艺详见“

明挖扩大基础施工工艺流程图

”。

1

、基坑开挖

1.1

基坑开挖前先由项目部精测队测定基坑中心线、方向线和原地面高程，工程师复核地形地貌、交角等现场资料。施工队根据地质、水文资料，结合现场情况，确定开挖坡度、支挡防护方案、开挖范围和防、排水措施。基坑坑壁坡度参照“基坑坑壁坡度表”。项目部精测队测定基坑中心线、方向线和原地面高程后报请监理工程师对所放样的桩位进行复核，经监理工程师确认施工放样后方可进行基坑开挖。

4

1.2基坑开挖以机械开挖为主、人工开挖为辅，当开挖深度大于4m的基坑时，采用分台阶放坡开挖方案，进入岩层后采用浅孔爆破法开挖。使用挖掘机开挖时，应开挖到距基底30cm，以避免超挖和造成基底松散。开挖的平面尺寸为宽出设计尺寸之外50cm，以留下模板作业空间。机械开挖成型后再用人工清理基底和边坡，要保证基底平整，基底标高满足设计和施工规范要求，边坡平顺。挖基土方若能利用应尽快利用，若不能利用由桥涵施工队立即运出征地界外弃土场。在开挖时试验人员对基坑土质留样、记录，如果与设计资料不符应立即由工程部拿出处理意见。

基坑开挖后如果有水应在基坑四周设臵排水沟，在基坑一角设臵集水井，并用抽水机抽水，使基坑处于无水状态。基底达到设计标高和符合设计要求后及时进行基底处理和封闭。

基坑开挖遇到坚硬的岩层无法使用挖掘机开挖时采用浅孔爆破法开挖。爆破施工工艺采用浅孔爆破法按松动爆破计算使用药量。

炮眼深度：L=CH=1×0.8=80cm； 炮眼间距：a=bw=1.6×0.5=80cm； 炮眼排距：0.86×80=70cm； 装药量：为孔深的1/3即30公分；

根据以上参数结合实际情况实际施工布臵如下：炮眼深度80cm；炮眼间距80cm；炮眼排距70cm；装药量为30公分。两排孔与孔间错开布臵，顶部装粘土封严，防止跑气，严格控制装药量，以松动爆破为主，有水眼孔要用防水炸药或用胶袋密，爆破时由里及外分段微差爆破起爆。

桥台

桥台

桥台、墩柱施工

（1）模板

采用自制大块钢模板，由厚6mm的钢板卷制而成，每块模板高度为2-4米（施工时根据设计墩身高度调整），法兰丝接。模板内侧无焊痕、焊点、精度高的钢模板，在现场进行拼装。拼装完成后，用电动钢丝刷打磨模板表面锈迹，达到光滑、明亮无污垢后，喷清漆与汽油配置成的脱模剂。钢模接缝处夹3cm厚的橡胶垫，并打上汽车腻子，表面用砂纸打磨平整，经检查模板表面达到要求后，汽车吊整体吊装就位。在模板安装前，先准确测定出墩柱中心和十字线，并为模板位置定四个点。用全站仪、经纬仪检测柱顶偏移、垂直度情况，设四向风缆拉紧固定。

模板第一次使用前，用电动除锈刷彻底除锈，涂刷脱模剂后支立。立模后，灌注砼前，再次清理模板表面杂物，但不得将脱模剂滴漏在砼表面。拆模后，模板及时整修、清理、涂油、更换胶垫，堆放整齐。

（2）钢筋制做及安装

钢筋采用在加工场地加工后，现场绑扎焊接成型。

固结墩墩顶连续段应按图纸要求，准确预留和预埋连结钢筋、预应力钢筋及其他连结件。

（3）浇筑砼

砼在拌和站内集中拌和，距离较近时直接泵送入模，距离较远时采用砼输送车运输，再利用泵送入模。

浇筑砼时分层灌注，浇筑层厚控制在300mm以内，采用插入式振动器振捣，模板外用橡皮锤敲振，同时注意纠正预埋铁件的遍差，保证砼密实和表面光滑整齐。 砼浇筑期间，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。

（4）拆模

拆模采用倒链和汽车吊配合，轻拆，轻卸,防止损坏模板及砼表面。

（5）养护

砼终凝后开始洒水养护，墩柱顶面盖土工布以保持湿润。砼达到拆模强度后，立即拆模，然后用塑料布将墩身整体包裹，喷淋养生，保持湿度。当气温偏低时，采用草帘包裹，内外加塑料薄膜。

（6）高墩施工

提高模板钢度，采用爬升模板，临时支立贝雷钢支架，砼输送泵浇筑混凝土，严格控制平面位置及墩身垂直度；施工期间测量随时监测。

盖梁施工

（1） 模板及支撑

桥台计算

桥台计算

台后有车台后无车填土内摩擦角 φ3030填土容重 γ1818台背与竖直线夹角 α00台肋前缘与竖直线交角 α'18.418.4台背与土的摩擦角 δ1515台后填土表面与水平面交角 β00台前溜坡与水平线交角 β'-37.45-37.45台帽背墙顶至台帽底的高度 H12.352.35破坏棱体长度范围内活载重 G560560混凝土容重 γ2525桥梁全宽 B5.755.75台肋数 n22台每一肋宽度 d11肋高 H25.35.3肋顶顺桥向长度 L11.31.3肋底顺桥向长度 L23.13.1承台厚度 H322承台横桥向宽度 B15.15.1承台顺桥向宽度 B24.54.5承台顺桥向锯齿宽度 C122承台横桥向锯齿宽度 C21.51.5 承台台前襟边0.70.7 承台台后襟边0.70.7 承台横向襟边0.40.4翼墙长 l2.52.5翼墙厚 h0.50.5翼墙根部高 h12.352.35翼墙边缘高 h20.750.75台帽后襟边尺寸0.10.1台帽前襟边尺寸0.10.1桥头搭板牛腿高h10.40.4桥头搭板牛腿高h211桥头搭板牛腿宽b0.30.3背墙高1.151.15背墙厚0.40.4台帽宽1.51.5台帽高1.21.2台帽上两侧挡块高0.30.3台帽上两侧挡块厚0.250.25台帽上两侧挡块宽1.51.5桥头搭板长66桥头搭板厚0.340.34支座高0.0440.044支座垫石高0.10.1上部结构恒载1046.31046.3上部结构恒载对台身顶的偏心弯矩0上部结构恒载对台身底的偏心弯矩-575.465台帽襟边搭板牛腿

台帽襟边背墙

摩阻

上部恒载桥台外力计算

土力学系数

肋板

承台

台帽挡块桥头搭板翼墙上部结构恒载对基础底的偏心弯矩-575.465活载223.7157.5活载对台身顶的偏心弯矩22.37活载对台身底或基础底的偏心弯矩86.625破坏棱体长度 L1.5341.534活载等代土层厚度 h3.5263.526台后土压力系数 μ0.3010.301台前土压力系数 μ'0.2690.269台每一肋计算宽度 b1.5001.500μγH112.75012.750μγ(H1+H2)41.50541.505μγ(H1+H2+H3)52.35652.356台帽背墙顶至台帽底的高度范围台后土压力 E1344.67486.142E1对台身顶的台后土压力弯矩 Mt1371.253E1对台身底的台后土压力弯矩 Mt1' 524.029E1对承台底的台后土压力弯矩 Mt1"696.312台身肋高范围内台后土压力 E2431.327431.327E2对台身底的台后土压力弯矩 Mt2941.084E2对承台底的台后土压力弯矩 Mt2'1803.739承台基础高范围台后土压力内土压力 E3478.692478.692E3对承台底的台后土压力弯矩 Mt3460.245台身肋底台前土压力 E4203.645台身肋底台前土压力竖向分力 E4v112.103台身肋底台前土压力 水平分力 E4h-170.013E4v对肋底的台前土压力弯矩 Mt4'107.877E4h对肋底的台前土压力弯矩 Mt4''-300.355E4v对承台底的前后土压力弯矩 Mt4'''107.877E4h对承台底的前后土压力弯矩 Mt4''-640.381μ'γH225.616μ'γ(H2+H3)35.282基础部分台前土压力 E5310.578基础部分台前土压力竖直分力 E5v170.967基础部分台前土压力水平分力 E5h-259.286E5v对基础底的弯矩 Mt5 '324.882E5h对基础底的弯矩 Mt5 ''-245.567肋顶土竖直力合计0.000肋顶土水平力合计344.674肋顶土压力弯矩371.253肋底土竖直力合计112.103肋底土水平力合计347.456肋底土压力弯矩1272.634承台底土竖直力合计283.070承台底土水平力合计566.862承台底土压力弯矩2507.107翼墙重 G196.87596.875翼墙重对台身顶偏心弯矩 M1-172.917翼墙重对台身底、基础底偏心弯矩 M1'-260.104桥头搭板牛腿重 G229.09429.094台前台后土压力恒载

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（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

1

目 录

一、盖梁底的台后土压力 ............................................................................................ 2

1、汽车荷载等代土层引起的土压力 ................................................................... 2

2、台帽背墙高度范围内的土压力 ....................................................................... 3

二、基础底的台前土压力 ............................................................................................ 4

三、台前、台后土压力汇总 ........................................................................................ 4

四、恒载 ........................................................................................................................ 5

1、上部结构恒载 ................................................................................................... 5

2、下部结构恒载 ................................................................................................... 5