桥台计算书.pdf

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设计:葛翔
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审核:xiangxiang
目录
1计算依据与基础资料...................................1
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2荷载计算.............................................4
....................................错误!未定义书签。
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.......................................7
...........................................8
............................................................9
3偏心距验算..........................................10
4地基承载力验算......................................10
5抗滑移稳定性验算.....................................11
6抗倾覆稳定性验算.....................................11
7验伸缩缝的选择......................................12
U型桥台计算
1计算依据与基础资料


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:

《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)
《公路桥梁设计通用规范》JTGD60-2015(简称《通规》)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2012
(简称《预规》)
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)

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24kN/m3;
f400MPa
3)钢筋:采用HRB400,sk,E105MPa;
S
采用HPB300,f300MPa,E105MPa。
skS


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γ=19KN/m3,
s
计算内摩擦角Φ=40o。

桥台c25混凝土容重γ=24KN/m3,
k
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p=,
1
上部构造反力--活载标准值p=。
2
2荷载计算



铅垂力N距基底中心的距离弯矩M
编号
(KN)(m)()



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;
铅垂力对A点力臂对A弯矩
编号项目
(KN)(m)()








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:
=

台后土压力按JTGD60-,
1
E=BH(H+2h)
2
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。

破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算:
tan=-tan+(cot+tan)(tan-tan)
=++
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;
=++=0o+20o+40o=60o
则,
tan=-tan60o+(cot40o+tan60o)(tan60o-tan0o)=
破坏棱体长度oHtan7
在o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
G2280560KN
G560
h
Bo19

用库伦土压力公式计算
cos2()

sin()sin()
cos2cos()[1]
cos()cos()
cos2(400)

sin(4020)sin(400)
cos20cos(020)[1]
cos(020)cos(00)


1
EBH(H+2h)
2
1
19772
2

土压力作用点距桥台基底距离c,
HH3h773
c
3H2h372
土压力对桥台基底弯矩
Mm

当台后无活载时,h=0,土压力计算如下:
1
E=BH2
2
1
1972
2
m
土压力作用点距桥台基底距离c,
H7
c
33
土压力对桥台基底弯矩
Mm
、混凝土收缩、徐变作用、制动力
、混凝土收缩、徐变作用
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,-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=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
K24Kh2488021120N/mm21120KN/m
0
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
*=。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:
cKLR
xii
cK
i
式中c——收缩系数,c=51=;
KL
ii——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。
(2112002112016)
x8m
211202
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:
PxKc821120
0号台o

按规范JTGD60—,一个设计车道上于汽车荷载

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。


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)—
温降、砼收缩及徐变影响
—
力+制动力
—
5上部结构载恒—
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仅有载(恒2+4+5+7)
4地基承载力计算
按规范JTGD63-
基础底面积A==
基础底抗力矩
1
基础底应力W
6

Pmax
荷载组合Ⅰ:


<地基容许承载力400KN/m2

Pmax
荷载组合Ⅱ:


<×400=500KN/m2
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内,承载力满足要求。
5偏心距验算
按规范JTGD63-




e
桥台仅受恒载作用时:


e
荷载组合Ⅱ:

以上均在规范JTGD63-2007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

按规范JTGD63-

e
荷载组合Ⅰ:

K
0

0

e
荷载组合Ⅱ:

K

0
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内,抗倾覆满足要求。

k
按规范JTGD63-
PH
kciip
H
ia
P
式中i——竖向力总和;
H
ip——抗滑稳定水平力总和;
H
ia——滑动水平力总和;

——基础底面与地基之间的摩擦系数,。
0
k
荷载组合Ⅰ:
0
k
荷载组合Ⅱ:
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内,抗滑移稳定性满足要求。
7伸缩缝的选择
、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、,每个支座的水平力为
T==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×=
、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×=

根据以上计算伸缩缝安装以后,,可能
。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
<20mm,
<20mm,采用GQF-C40型伸缩缝满足要
求。