桥墩课程设计计算

桥墩课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 计算 桥墩课程设计计算 设计资料 上部结构为5孔20m装配式混凝土简支梁,桥面净宽11m.下部结构采用双柱式圆柱墩。墩柱及桩身尺寸构造见图，墩柱直径130cm,混凝土C30,fcd=13.8MPa,主筋RB335，fsd=280 MPa,灌注桩直径150cm, 混凝土C20, fcd=13.8MPa,主筋HRB335，fsd=280 Mpa。 墩顶每片梁梁端设400 400mm板式橡胶支座一个，台顶每片梁梁端设四氟版活动支座一个，板式橡胶支座摩阻系数f=0.05,滑板支座最小摩阻系数f=0.03,一般情况取0.05。桥台上设橡胶伸缩缝。 盖梁、墩身构造均采用C30混凝土， ，系梁采用C25混凝土， ，主筋采用HRB335级钢筋， ，箍筋采用R235级钢筋， 。 已知数据： 每片边梁自重 （kN） 每片中梁自重 (kN) 一孔上部结构总重(kN) 每个支座支反力(kN) 1、5号梁 2、3、4号梁 2706.18 边梁支座 中梁支座 26.6 27.46 265.47 270.05 一、荷载计算 （一）、恒载计算： 墩柱上部恒载值由上知： (1)上部构造恒载，一孔重：2706.18kN; (2)盖梁自重（半根自重）：5304.29kN; (3)横系梁重: ; (4)墩柱自重:墩柱自重： ; （二）、活载计算 荷载布置及行驶情况参考前面计算，数值直接取用。 1、汽车荷载 (1)单孔单车时 相应得制动力为： <90kN 所以单孔单车时得制动力取为：T=90kN (2)双孔单车时 相应得制动力为： 取双孔单车制动力为：T=90kN。 2、人群荷载 (1)单孔单侧人群荷载： (2)双孔单侧人群荷载： 活载中双孔荷载在支点处产生最大反力值，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，即产生最大墩底弯矩。 （三）双柱反力横向分布计算 活载布置见图本章图(1)~图(3)。 1、汽车 (1)单列汽车布置 ； (2)双列车布置 ； （2）人群 (1)单侧人载 ； (2)双侧人载 二、 活载内力计算 （一）最大最小垂直力计算 最大最小垂直力计算见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 最大最小垂直力计算表 荷载情况 最大垂直力 最小垂直力 单列 76.78 255.28 336.06 0.938 395.57 0.062 21.15 双列 153.56 510.56 664.12 0.715 603.05 0.285 240.38 人单侧 22.22 22.22 44.44 1.212 53.86 -0.212 -9.42 人双侧 44.44 44.44 88.88 0.5 44.44 0.5 44.44 （二）最大弯矩计算 最大弯矩计算见下表 最大弯矩计算表 荷载情况 墩顶反力 （kN） 垂直力 （kN） 水平力（kN） 对柱顶中心的弯矩 （kN m） B1 B2 B1 + B2 上部构造与盖梁恒重 — — — 1741.38 — 0 0 汽车单孔双列 463.61 — 463.61 45 115.9 69.3 人群单孔双列 44.44 — 44.44 — 11.11 — 注：制动力对各墩平均分配。 三、墩柱底内力计算 通过以上计算结果和经验，利用最大的剪力、弯矩对墩柱进行配筋结果是偏安全的.现将个墩所受内力组合列于下表 各墩内力表 项目 墩柱号(单墩) 1号 2号 3、4号 1 上部恒载(kN) 1741.38 2 墩柱自重(kN) 331.66 398 298.5 3 制动力H(kN) 22.5 4 ③对墩柱底的弯矩(kN.m) 237.54 298.3 5 墩柱底活载(kN) 647.79 6 纵向偏心矩(kN.m) 196.31 196.31 196.31 7 ①+②+⑤ 2072.04 2139.8 2039.88 8 ⑤+⑥ 469.85 494.61 278.81 9 （m） 0.2268 0.232 0.134 由上表计算数据比较，纵向弯矩以2号墩柱为大，1号次之，这两个墩柱可以采用同样配筋，3、4号纵向弯矩较小可以采用另一种配筋方式。2号墩柱为最不利受力墩柱，以下仅对2号墩柱截面配筋。 四、墩柱截面配筋与承载力检算 墩柱采用C30混凝土，主筋采用HRB335级钢筋，并取主筋保护层厚度 ，假定墩柱为一端固定，一端自由计算。则： 按《公预规》第5.3.10条规定，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力的影响。 （一）墩柱偏心矩增大系数η 以《公预规》5.3.10规定，计算偏心矩增大系数η 式中， —— —— —— —— —— —— 将以上数据分别代入式，结果为： 将上述各值代入式(5—1)结果如下： 考虑偏心矩增大系数后的偏心矩： 。 （二）墩柱正截面强度检算 由《公预规》第5.3.9条规定，沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其正截面抗压承载力应符合下式的规定： (1) (2) 式中： ——有关混凝土承载力的计算系数，按《公预规》附录C表C.0.2查; ——有关纵向钢筋承载力的计算系数，按《公预规》附录C的迭代法由表C.0.2查; ——圆形截面的半径(cm)； ——纵向钢筋所在圆周半径与圆截面半径之比： 。 按《公预规》附录C的叠代法由表C.0.2查出； 与 接近，可以。 式(1)右项： 满足要求。 式(2)右项： 也满足要求。 （三）截面主筋配置 以《公预规》式 （C.0.2—2）判断是否按最小配筋计算： 应按最小配筋率配置截面主筋: . 所以选用12根直径22mm的钢筋， 提供Ag=45.62cm2，钢筋中距28mm；箍筋选用螺旋型钢筋间距为200mm。 五、墩柱稳定性检算 ,由《公预规》第5.3.2条规定，其正截面抗压承载力符合下式规定： 式中： ——轴向力组合设计值， ； ——轴压构件稳定系数，按《公预规》表5.3.1取用,内插取0.82； ——构件毛截面面积(cm2)； ——全部纵向钢筋的截面面积(cm2)。 所以，墩柱按构造配筋即可，按构造配筋时其稳定性满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求, 箍筋选用直径为8mm的螺旋筋，螺距8mm。 六、墩身裂缝验算 按《公预规》第6.4.5条规定，圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下式计算： 式中各符号的意义见前述。 由于 依照规范墩身裂缝宽度不必计算。 七、桩基检算 双柱式钻孔灌注桩的计算：桩直径1.5m，用C20的混凝土，fcd=9.2MPa,Eh=2.6×104MPa,主筋采用HRB235，fsd=280MPa.。 计算图式参见附图，由于1、2号墩前章已检算，3、4号墩采用桩基础，比较3号与4号桩长，3号墩较4号墩长，为最不利受力墩，仅检算3号墩。 （一） 荷载计算 计算桩基时考虑墩柱底以下(24.21-21.6)=2.6m的冲刷。灌注桩按“m”法计算,m=10000kN/m4 1、桩顶作用力计算 （1）恒载计算 ①两跨荷载反力： ②横系梁重： ③盖梁自重反力： ④每根墩柱重： (5)每延米桩自重： （2）活载计算 ①两跨活载反力： ②单跨活载反力： ③水平力制动力： 作用点在支座中心，距桩顶距离为 作用于桩顶的外力为： （二）墩柱底以下2.6m最低冲刷线处作用力计算 墩身底最低冲刷线处的作用力，以规范规定：最低冲刷线以上取其段桩身自重，以下部分按桩身的一半取。 最低冲刷线以上桩重： 最低冲刷线以下桩重： 则桩底恒载： （三）单桩承载力检算 单桩的允许承载力按规范按下式计算如下： 式中, ——桩的轴向容许承载力（kN）; ——桩的周长.按成孔直径计算,成孔直径 ; ——各土层的极限摩阻力，近似取 ; ——桩在局部冲刷线以下的有效长度(m)， =12.4m; ——桩底支撑面面积， ; ——桩底地基上容许承载力(MPa) 式中, ——清底系数， =0.85; ——土的深度修正系数, =5.0; ——土的容重， ——桩尖埋置深度， =13m； ——桩尖处土允许承载力, 。 将上述各值代入式(1)结果如下： 故单桩承载力满足要求。 （四） 桩的内力计算 桩的内力计算采用“m法”计算。 1、桩的计算宽度 2、变形系数 , , ， 桩的换算深度 属于弹性桩 （五）最低冲刷线处桩的内力 1、最低冲刷线处桩的柔度 按 查JTJD60-04规范附表 ， ， 。 2、桩的最低冲刷线处的横向位移和转角 式中“-”号表示顺时针方向 3、冲刷线以下深度y处桩身截面上的弯矩My 4、 弯矩计算： 由规范查附表后得将个数值代入上式。 按 =4.0查表，计算结果列于表 弯矩计算表 y 0 0 0 0 1 0 366.46 0.29 0.1 -0.00017 -0.00001 1 0.1 372.77 0.57 0.2 -0.00133 -0.000133 0.99999 0.20000 378.23 1.14 0.4 -0.01067 -0.00213 0.99974 0.39998 385.78 2.27 0.8 -0..8532 -0.03412 0.99181 0.79854 478.84 3.48 1.2 -0.28737 -0.1726 0.93783 1.18342 334.91 4.57 1.6 -1.67629 -0.54348 0.73859 1.50659 277.77 5.71 2.0 -1.29535 -1.31361 -0.94885 1.35201 192.96 6.86 2.4 -2.14117 -2.66329 -0.94885 1.35201 90.07 8.7 3.0 -3.54058 -5.99979 -4.68788 -0.89126 27.37 10.15 3.5 -3.91921 -9.54367 -10.3404 -5.85402 -36.30 11.6 4.0 -1.61428 -11.7307 -17.9186 -15.0755 -99.66 桩身弯矩分布如图所示： （六）桩基在土中的最大弯矩 桩基在最低冲刷线以下1.444m处的弯矩最大，相应的轴向力： 以规范要求：因验算桩截面抗偏心受压强度要引入极限状态，桩重作为恒载，其荷载系数用0.8,桩周极限摩阻力取45kPa。 （七） 桩身截面配筋与强度检算 1、最大弯矩处的截面强度检算 （1）正截面强度检算 按照《公预规》 式（5.3.9—1），验算。 （1） （2） 式中： ——轴向力偏心矩，应乘以偏心矩增大系数 ； A、C ——有关混凝土承载力的计算系数，，按《公预规》附录C的叠代法由表C.0.2查出； B、D ——有关纵向钢筋承载力的计算系数,按《公预规》附录C的叠代法由表C.0.2查出； ——圆形截面的半径(cm)； ——纵向钢筋所在圆周的半径 与原截面半径之比， ； ——纵向钢筋配筋率； ①偏心矩增大系数计算 假设桩为一端固定一端铰支，则 ， , , ， ，应考虑偏心矩增大系数的影响。 以《公预规》5.3.10规定，计算偏心矩增大系数η ， ; 式中， 将上述各值分别代入上式 则偏心矩增大系数 ： 考虑偏心矩增大系数后的偏心矩： 。 。 按《公预规》附录C的叠代法由表C.0.2查出： 。 式（1）右项： 满足要求。 式（2）右项： 也满足要求。 （七）桩身截面配筋 以《公预规》式 （C.0.2—2）判断是否按最小配筋率配筋： 可以按最小配筋率配置截面主筋: 。 采用12根直径25mm的钢筋，其面积为 4983mm2，钢筋中心距柱边缘7cm，钢筋中距35cm；箍筋采用直径为8mm的螺旋筋，螺距为200mm； 由于横系梁不直接承受外力，故按其横截面面积的0.1%设置构造钢筋即可。箍筋采用Φ8螺旋筋，螺距为200mm或100mm,加强筋采用直径20mm中心距离为200mm的钢筋。 （八）墩顶纵向水平位移检算 墩顶受力如图所示。 由于冲刷线以上为变截面，其上部墩柱截面抗弯刚度为E1I1,下部桩抗弯刚度为EI，假设 。 墩顶的水平位移公式为： 式中， 墩顶最大弯矩：Mmax=196.31kN m 已求得 因此将上述各值代入式(7—9)： 墩顶容许的纵向水平位移 : 式中，L——桥梁跨度，当L<24m时取L=24m; Δ——墩顶处的水平位移(mm). ， 符合规范要求。 （九）群桩检算 《公路桥涵地基与基础》规定：当桩柱中心距大于2.5倍的桩径时，可以不验算群桩受力。本设计桩中心距符合这一规定不再检算。