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路桥073张金辉
一、荷载计算
(一)上部构造恒载反力及桥台台身、基础土重的计算
该部分的计算列于以下的恒载计算表中。(弯矩正负规定如下:逆时针方向取“+”
顺时针方向取“—”)
该桥台的侧立面图、平面图如图(一)、图(二)所示,在计算桥台混凝土自重时,将其分为11块分别进行计算,最后将其求和累加。
上部构造恒载计算:上部构造恒载=边梁重量+中梁重量+桥面铺装重量
=15**+2**+*(12+)*=
距离承台底形心轴的距离=:
1
Mx=- **=-・m
厂二—=二-HP
图(二)
恒载计算表
序号
计算式
竖直力
对基底中心轴偏心
弯矩
1
++2=
2
1
—++2=
3
3
(++)X25
++2=
4
(++)X25
1
—X0・3+0・1+2=
3
5
(+++)X25
2+-=
6
2+--=
&734
7
(+++)X25
2+-=
8
2-=
133
2-=
2-=
2-=
9
1
2-1-3X3=0
0
1
2-1-3X3=0
0
197
1
2-1-3X3=0
0
1
2-1-3X3=0
0
10
1782
0
0
11
891
0
0
上
恒
载
-
桥
合计
9
二)土压力计算
根据《公路桥涵设计通用规范》,取台背与填土间的摩擦角B=祝$
土压力按台背竖直(£=0),回填土为两层:0〜=40°,£=0,6=血2=20°,p=0,
部分采用原土碾压回填
卩=16° , c=30° ,
^
申=2<45。—arctantan(45。—
D
P)—2c
2)Hxy
H=+++-=
=(H1+H2+H3+H4)/4 ,则有
申°=2]45。—arctantan(45。—
巴)—2c
2)Hxy
2{45°—arctantan(45o-
16。) 2x30
丁)-
=°
因为回填土分为两层,故将两层土的重度、内摩擦角的值按土层厚度进行加权平均即
工yh
= L_L
乙h
i
工Ph
= i_i
乙h
i
=23X15+空X&726=
+
=40。+。=45376。
+
台后填土表面无活载时的土压力计算台后填土自重所引起的主动土压力按库伦土压力公式计算:
E=1YH2KB
A2ma
式中:丫——墙后填土重度的加权平均值(kN-'m3);
m
H――土压力作用的高度;
B――土压力作用的宽度;
K――库伦主动土压力作用系数;
a
其中
C0S2(申-8)
K= m
aC0S2EXC0S@+8)x[1+丽叮)XSin®-F)1cos(o+8)cos(8-p)
cos2(。—0)
r ,sin(。2+。)xsin(。—0)1
cos20xcos(。2+0)x[1+ 上
cos(。2+0)cos(0-0)
=
[1+J巫四}
=
故有
E=1yH2KB
A2ma
=(+++)(++++++)2
=
其水平方向的分力:
E=Ecos(0+8)
AxA
=(+0)=
水平方向的分力作用点距离承台底面的距离:
$=1x(+++)=
水平方向土压力对承台底形心轴的弯矩:
M=Exe
exaxy
=-
=--m
在竖直方向的分力:
E=Esin(8+&)
AyA
=(。/2+0)
=
竖直方向的分力作用点距离承台底面的距离:
e=2+=
x竖直方向土压力对承台底形心轴的弯矩:
M=Exe
eyAyx
=
=-m
台后填土表面有车辆荷载时的土压力计算
?ijTTT i?ijTFTTi?ijTTT 1*4UEn ldDEff
迭 沐
3
7
i=i i=ii=i i=i i=i
I—I I—II—I II I—I
1E
图(三)(a)•⑰))车辆荷载的立面、平面尺寸
图(四)车辆横向分布示意图
当桥涵设计车道数大于2时,有汽车荷载产生的效应应按规定的多车道折减系数进行折减,查《公路桥涵设计规范》-4可知,横向布置的车道数为3时,。
由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为:
工Gh=—
Bly
o
式中:lo――破坏棱体长度,'o=H(tane+cota);
H――桥台高度;
a破坏棱体滑动面与水平面之间的夹角;
其中
cota=—tan(Q+5)+*tan(Q+6)LotQ+tan(P+3)]=—tan(+)+i:tan(+)+tan(+)]
=—+、2483x(+)
=:
l=H(tane+cota)
o
当台背为竖直时,8=0故
l=H(tane+cota)
o
=(+++)=
在破坏棱体长度范围内不能完全放一辆重车,因此按照不利的情况摆放车辆,只将汽车
的两个后轴放置于破坏棱体长度范围内,如下图(5)所示:
二
二
1—1
二
图(五)
汽车荷载:
工G=3X(140+140)=840kN
在破坏棱体范围内汽车荷载换算的等代均布土层厚度为::
工G
h=
BlYo
= =
台背在填土连同破坏接体上车辆荷载作用时引起的土压力:
E=-yH(2h+H)KB
A2ma
=-(+++)x(++++)
2
=
在水平方向的分力:
E=Ecos(5+e)
AxA
=(。+0)
=
作用点与承台底面中心的距离:
H H+3h
e= +—
y3H+2h
+=—+
3 +
=
水平方向土压力对承台底形心轴的弯矩:
M=ExeexAxy
=
=-m
竖直方向的分力:
E=Esin(5+8)
AyA
=(+0)
=
=
作用点与承台底面的距离:
e=2+=
x
竖直方向土压力对基底形心轴的弯矩:
M=Exe
eyAyx
=
=-m
台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
在计算时,以桥台前侧边缘垂线作为假想台背,土表面的倾斜度以溜坡坡度为1:
0=-°
则承台底边缘至坡面的垂直距离为:
+++—(++-)/2-(4+-)/
=
等代内摩擦角:
申=2」45°-arctantan(45o-—)-2I>
D[ 2Hxy」J
二2」45°-arctantan(45°-——) >
〔 L 2 」J
二2仃5°--
二2x(45-)
主动土压力系数:
cos2(—-8)
K= m 二
a J ■sin(—+8)xsin(—一卩)I
cos28xcos(8+8)x1+ 2
cos(8+8)cos(8-P)
cos2(°-0)
h__.'sin(°2+°)xsin(°+)1COS20xcos(°2+0)x1+ 2
cos(°2+0)xcosk)-(-)1
_
[1+ >
/()
承台底边缘至坡面的垂直距离为:
+++-(++-)/2-
(4+-)/
=
所以主动土压力为:
E=1YH2KB
A2ma
=
=
水平方向的分力
E' =E'cos@+w)
AxA
=(。/2+0)
=
作用点与承台底面中心的距离:
e'=--
=
水平方向土压力对基地形心轴的弯矩:
M'=E'xe'exAxy