轻型薄壁桥台扩大基础计算示例(新规范)_yg

1、西潞苑通道桥台身计算 一一. .设设计计资资料料 1.上部构造 装配式钢筋砼矩形空心板,板厚 hb =0.45m,板宽bk =13.00m,面积A(m2)=5.85 标准跨径:Lb= 16.00m, 计算跨径:L0= 15.24m, 桥面宽度: 净24+2X0.75m.总宽 B =25.50m 2.设计荷载: 公路-I级 ,集中荷载 Pk =220.96KN, 分布荷载 qk =10.50KN/m 人群荷载 q =3.50KN/m2, 车道数 n =3.30(计如横向折减) 3.工程材料: 梁板采用C50号砼,fcd =22400Kpa,ftd =1830Kpa,Ec =34500000Kpa

2、 台身采用C30号砼,fcd =13800Kpa,ftd =1390Kpa,Ec =30000000KpaRwlj =2500Kpa 空心板容重 1 =26KN/m3 台后填土容重 2 =19KN/m3 台后填土内摩擦角 =35度 地基容许承载力0=180Kpa 受力主筋采用HRB335钢筋, fsd =280.00Mpa Es =200000000KPa 4.桥台尺寸: 2cm工作缝宽和挑檐c1=0.20m 梁板板厚hb =0.35m,板宽bk =13.00m,面积A(m2)=4.55m2 支座到桥面梁端距 梁板 a =0.38m,搭板 b =0.20m 支座到台中心端距 梁板e1 =0.0

3、0m,搭板e2 =0.20m台后到为正,台前到为负 耳墙上缘长L1 =5.00m, 下缘长Lx =0.50m,耳墙厚度de(m) =0.40 耳墙背端高hd =0.75m, 前端高hq =5.00m,重心水平距x(m)=1.88 台背墙宽b0 =0.28m, 背墙高h0 =0.75m,背墙长度l0(m) =24.00 台帽宽度b1 =1.40m, 台帽高h1 =0.50m,台帽长度l1(m) =25.20 台身厚度b2 =1.00m, 台身高h2 =5.86m,台身长度l2(m) =25.20 基础襟边c =0.60m,基础厚度h3 =1.50m,基础长度l3(m) =25.20 桥台台身计算

4、长度 H = h0+h1+h2 =7.11m 基底宽度b3 =2.20m,基础长度 L =25.20m 规范(JTJ022-85)第5.3.8条规定: 轻型桥台按四铰刚构计算,以桥梁上部构造及桥孔下面的支撑梁作为桥台的上下支撑梁,桥台作为上下端简支的竖梁,承受台后的土侧压力;同时,桥台尚应作为弹性地基上的梁进行横桥方向的验算 顺桥向计算桥台台身为偏心受压构件,计算时另按简支梁进行计算,以此核对,仅供参考. 二二. .荷荷载载计计算算及及组组合合( (桥桥台台顺顺桥桥向向作作为为上上下下支支撑撑的的竖竖梁梁计计算算时时) ) ( (一一).).水水平平土土侧侧压压力力计计算算 荷载布置在台背后的

5、路堤填土破坏棱体上,如图示 图中: Ec - 车辆荷载引起的土压力 ET - 填土荷载引起的土压力 - 土侧压力系数 1.土侧压力系数 = tan2(45-/2) 侧土压力系数计算项 目 = tan2(45-/2)备 注系 数35.000.27 2.填土自重引起的土侧压力ET ET = *H2*B/2 RA = *H2*B/6 RB = *H2*B/3 X = H/31/2 MX = 31/2*H3/27*B 基底弯矩: M = RB*h3 填土自重引起台身的土侧压力ET项 目(KN/m3)H(m)RA(KN)RB(KN)ET(KN)X(m)Mx(KNm)填土0.2719.007.111091

6、.962183.923275.884.102986.62填土自重引起基底的土侧压力ET项 目RB(KN)h3(m)M(KNm)备 注填土2183.921.503275.88 3.汽车荷载引起的土侧压力Ec a.破坏棱体长度 l0 = H*tan(45-/2) b.等代土层厚度 h = G/(*H*l0)等代土层厚度h计算项 目H(m)l0(m)(KN/m3) G(KN)B(m)h(m)备注系数35.007.113.7019.00840.0025.500.47 c.土侧压力 EC = *H*h RA = *H*h/2 RB = *H*h/2 X = H/2 MX = *H2*h/8 基底弯矩:

7、M = RB*h3 汽车荷载引起的台身土侧压力ET项 目(KN/m3)H(m)RA(KN)RB(KN)EC(KN)x(m)Mx(KNm)汽车0.2719.007.11216.07216.07432.133.55383.84汽车荷载引起的基底土侧压力ET项 目RB(KN)h3(m)M(KNm)备 注汽车216.071.50324.10 ( (二二).).竖竖直直荷荷载载计计算算 1.恒载计算 上部梁板重力 P = *V/2 桥面铺装重力 P = *V/2 防撞栏自重 P = *V/2 搭 板 自重 P = *V/2 2.活载计算 1).汽车冲击系数计算 汽车冲击系数的计算,规范第4.3.2条填料

8、厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥,涵洞以及 重墩力式台不计冲击力. a.空心板的自振频率 f1 =/(2*l*l)*(E*Ic)/mc1/2 mc = G/g 式中: l - 结构的计算跨径(m), E - 结构材料的弹性模量(N/m2), Ic- 结构跨中截面的截面惯矩,Ic=b*h3/12 (m4); mc- 结构跨中处的单位长度质量(Kg/m),当换算为重力计算时, 其单位应为(NS2/m2),mc=*A/9.81 ; G- 结构跨中处延米结构重力(N/m); g - 重力加速度, g = 9.81 (m/s2). b.汽车冲击系数 (规范第4.3.2条) 当 f 14 Hz

9、 时, = 0.45 汽车冲击系数的计算项 目l(m)Ec(N/m2)b (m)h (m)I (m4)mc(kg/m)f (Hz)系数计算15.243.45E+1013.000.450.098715504.592.840.17 2).公路-I级荷载计算(计算以及向台前到为控制设计) 设计荷载: 公路-I级 ,集中荷载 Pk =220.96KN, 分布荷载 qk =10.50KN/m 人群荷载 q =3.50KN/m2, 车道数 n =3.30 板计算跨径:L0= 15.24m, 搭板计算跨径 l0 =4.00m 支座到桥面梁端距 梁板 a =0.20m,搭板 b =0.20m 支座到台中心端距

10、 梁板e1 =-0.10m,搭板e2 =0.45m台后到为正,台前到为负 a.桥跨布载 R1 = n*(1+)*Pk*(l0+a)/l0+1/2*qk*(l0+a)*(l0+a)/l0 =1179.82KN M1 = R1*e1 =-117.98KNm b.搭板布载 R2 =n*(1+)*Pk*(l1+b)/l1 + 1/2*qk*(l1+b)*(l1+b)/l1 =983.86KN M2 = n*(1+)*R2*e2 =442.74KNm c.桥跨搭板布载 桥跨侧: R1 =n*(1+)*Pk*(l0+a)/l0+1/2*qk*(l0+a)*(l0+a)/l0=1179.82KN M1 =

11、R1*e1 =-117.98KNm 搭板侧: R2 = n*(1+)* 1/2*qk*(l1+b)*(l1+b)/l1 =89.27KN M2 = R2*e2 =40.17KNm 桥跨搭板 R = R1 + R2 =1269.10KN, M = M1 + M2 =-77.81KNm d.竖直荷载计算序号荷 载 项 目计 算 式Pi(KN)ei(m)Mi(KNm)1.00上部梁板自重反力24.36*26/2316.68-0.10-31.672.00桥面铺装自重反力11.25*6*0.19*26/2166.73-0.10-16.673.00(防撞栏)自重反力0.8*6*25/260.00-0.10

12、-6.004.00搭板自重支反力11.25*0.3*4.4*25/2185.630.4583.535.00耳 墙 自 重*hd*Ls+(ls+lx)/2*(hq-hd)*de160.552.38382.206.00背 墙 自 重1*b2*h2*l0130.340.3646.927.00台 帽 自 重1*b2*h2*l1458.640.000.008.00台 身 1 自 重1*b2*x*l22327.930.000.009.00台 身 自 重1*b2*h2*l23839.470.000.0010.00基 础 自 重1*(b3*h3/2+（b3-2*c)*h3*l31572.480.000.001

13、1.00基础襟边填土自重2*L*H*c+(H+h3/2)*c4298.280.602578.9712.00支撑梁重力*0.4*L0*L/22018.021.202421.6212.00台 身 恒 载 合计1+2+3+4+5+6+7+83806.492.89458.31基 底 恒 载 合计1+2+3+4+5+7+9+1013206.812.89458.3111.00汽车荷载搭板+桥跨 1269.10-77.81 桥跨 1179.82-117.98 ( (三三).).荷荷载载组组合合计计算算 组合 I (承载能力极限状态) 0*Sd = 1.1*(1.2*恒载自重+1.4*土侧压力+1.4*汽车荷

14、载+0.8*1.4*汽车土压) 0*Sd = 1.1*(1.2*恒载自重+1.4*土侧压力+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*汽车土压) 组合 II(正常使用极限状态) 短期效应:Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+0.7*汽车荷载+1.0*汽车土压 长期效应:Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+0.4*汽车荷载+1.0*汽车土压 组合III(施工阶段应力计算) Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+1.0*汽车荷载+1.0*汽车土压桥台顺桥向荷载组合计算序号荷载项目台身截面基底截面P(KN)V(KN)M(KNm)P(KN)V(KN)M(KNm)1.00恒载自重38

15、06.490.00458.3113206.810.00458.312.00土侧压力0.002183.92-2986.620.002183.92-3275.883.00汽车荷载(双孔)1269.100.00-77.811269.100.00-77.814.00汽车荷载(单孔)1179.820.00-117.981179.820.00-117.985.00汽车荷载引起土压力0.00216.07-383.840.00216.07-324.10组合I1.1*(1+2+3+5)6978.973629.43-4587.1419387.403629.43-4959.001.1*(1+2+4+4)6841.4

16、93629.43-4649.0119249.923629.43-5020.86组合II短期效应:(1+2+3+5)4694.852399.99-2874.9516736.542399.99-3104.47长期效应:(1+2+3+5)4314.132399.99-2943.2713714.452399.99-3172.79短期效应:(1+2+4+5)4632.362399.99-2994.7414032.692399.99-3224.25长期效应:(1+2+4+5)4278.422399.99-2959.3413678.742399.99-3188.86组合III(1+2+3+5)5075.58

17、2399.99-2989.9614475.912399.99-3219.47(1+2+4+5)4986.312399.99-3030.1314386.642399.99-3259.65 注:台身剪力为台身底支点截面数值 三三. .桥桥台台台台身身设设计计 ( (一一).).承承载载能能力力极极限限状状态态计计算算 1.正截面抗弯计算(规范第5.2.2条) P25页 计算公式如下: 0*Md fcd*b*x*(h0-x/2) fsd*As = fcd*b*x 2*as x b*h0(普通钢筋砼构件,预应力钢筋受拉) 1).截面砼受压区高度x 台身:C20号砼,fcd = 13800KPa,ftd

18、= 1390Kpa 抗弯主筋选用HRB335钢筋, fsd = 280000Kpa As = n*Ag x = fsd*As/(fcd*b) 截面砼受压区高度x 截面直径(mm)Ag(cm2)根数nAs(cm2)fsd(Mpa)fcd(Mpa)b(cm)x(cm)1254.90984412.3628013.8025503.282254.90984412.3628013.8025503.28 2).少筋,适筋,超筋截面的判别 b = 0.56(C30号砼) 2*as = 2*ag b*h0 = b*(h - ag) x b*h0少筋,适筋,超筋截面的判别截面bh(cm)ag(cm)h0(cm)b

19、*h0(cm)x(cm)2*ag(cm)配筋合理1.000.56100.005.5094.5052.923.2811.00是2.000.56100.005.5094.5052.923.2811.00是 3).截面抗弯承载力计算 Mu1 = fcd*b*x*(h0-x/2) Md 符合规定截面抗弯承载力计算截面fcd(Kpa)b(m)x(m)h0(m)Mu1(KNm)Md(KNm)强度合理1.001380025.500.030.9510721.53-4587.14是2.001380025.500.030.9510721.53-4649.01是 2.斜截面抗剪计算 1).构件尺寸验算 (规范第5.

20、2.9条) P29页 0*Vd 0.51x10-3*fcu,k1/2*b*h0 = Qu1 式中: h0 - 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的有效高度(mm); b - 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的梁腹宽度(mm); fcu,k - 砼强度标准值(MPa);构件尺寸验算截面fcu,k(Mpa)b(mm)h0(mm)Qu1(KN)0*Vd (KN)尺寸合理1.0020.1025500.00945.0055098.553629.43是2.0020.1025500.00945.0055098.553629.43是 2).按构造配置箍筋条件 (规范第5.2.9条) P30页 0*Vd 0.50 x

21、10-3*ftd*b*h0 = Qu2 式中: h0 - 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的有效高度(mm); b - 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的梁腹宽度(mm); ftd - 砼抗拉强度标准值(MPa);按构造配置箍筋截面ftd(Mpa)b(mm)h0(mm)Qu2(KN)0*Vd (KN)构造配筋1.001.3925500.00945.0016747.763629.43是2.001.3925500.00945.0016747.763629.43是 3).斜截面抗剪计算 (规范第5.2.7条) P28页 0*Md Vcs + Vsb + Vpb 箍筋间距的计算 Sv = 12*22*0.

22、2x10-6*(2+0.6*P)*fcu,k1/2*Asv*fsv*b*h02/(*0*Vd)2 式中:Vd-斜截面受压端上由作用(或荷载)效应所产生的最大剪力组合设计值(KN); -用于抗剪配筋设计时的最大剪力设计值分配于砼和箍筋共同承担的分配系数, 取=1.0(0.6); Asv-配置在同一截面内箍筋总截面面积(mm2) P-斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率,当P2.5时,p=2.5; P = 100*=100*As /(b*h0) , b= 1 m 1-异号弯矩影响系数,1 = 1.0 ; 2-预应力提高系数, 2 = 1.0 ; fsv-箍筋抗拉 Asv = n*Agv = 678.6

23、0mm2 箍筋间距的计算 截面fcu,k(Mpa)Asv(mm2)As(cm2)Pfsv(Mpa)h0(mm)Vd(KN)Sv(mm)1.0020.10678.60412.360.17280.00945.0019249.920.862.0020.10678.60412.360.17280.00945.0016736.541.14 3.斜截面抗弯计算 0*Md fsd*As*Zs+fsv*Asv*Zsv = Mu2 0*Vd fsv*Asv = Qu2 式中: Md-斜截面受压端正截面弯矩组合设计值; Vd-斜截面受压端正截面相应于最大弯矩组合设计值 的剪力组合设计值; ZS-纵向普通受拉钢筋合

24、力点至受压区中心点O的距离; Zsv-与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至斜截面 受压端的水平距离; 抗弯主筋选用HRB335钢筋, fsd = 280.00Mpa As = n*Ag Zs = h0 - x/2 箍筋选用HRB235钢筋, fsv = 195.00Mpa Asv = n*Agv 广义剪跨比 m = Md/(Vd*h0) Zsv = C/2 = 0.6*m*h0/2 梁的剪跨比m计算截面x (m)h0(m)Zs(m)Md(KNm)Vd(KN)mh0(m)Zsv(m)1.000.030.950.93-4587.143629.43-1.260.95-0.362.000.030.95

25、0.93-4649.013629.43-1.280.95-0.36 所以 Mu2 = fsd*As*Zs+fsv*Asv*Zsv 0*Mud 符合规定 Qu2 = fsv*Asv 0*Vd 符合规定 斜截面抗弯计算 截面fsd(Mpa)As(cm2)Zs(m)fsv(Mpa)Asv(mm2)Zsv(m)Mu2(KNm)Qu2(KN)1.00280.0041235.600.93195.002714.40-0.3610529.31529.312.00280.0041235.600.93195.002714.40-0.3610529.31529.31 4.偏心受压构件强度计算 (规范第5.3.5条)

26、 P35页 大小偏心受压构件的判定: a.当b时为大偏心受压构件,s = fsd ,p = fpd , = x/h0 b.当b时为小偏心受压构件,(规范第5.3.4条) P34页 1.构造要求 桥台台身采用对称配筋,纵向钢筋配筋率= As /(a*b) 台身配筋构造要求桥墩编号Md(KNm)Nd(KN)e0(m)h0(cm)b(cm)As(cm2)配筋率min1.00-4587.146978.97-0.6694.502550.00412.360.00170.00252.00-4649.016841.49-0.6894.502550.00412.360.00170.0025 2.偏心距增大系数

27、1 = 0.2+2.7*e0/h0 1.0 ,取1 = 1.0 2 = 1.15 0.01*l0/h 1.0 所以 = 1+1/(1400*e0/h0)*(l0/h)2*1*2偏心距增大系数桥墩编号l0(m)h(m)h0(m)12e0(m)*e0(m)1.007.111.000.95-1.681.001.09-0.66-0.712.007.111.000.95-1.741.001.09-0.68-0.74 3.按大偏心受压构件计算 0*Nd fcd*b*x + fsd*As -s*As = fcd*b*x x = 0*Nd/(fcd*b) = x/h0 b,为大偏心受压构件 e = *e0 +

28、 h/2 - a 0*Nd*e fcd*b*x*(h0-x/2) + fsd*As*(h0-as) = Mue 式中: e - 轴向力作用点至截面受拉边或受压较小边纵向钢筋As的距离; e0 - 轴向力对截面重心轴的偏心距, e0 = Md/Nd; Md - 相应于轴向力的弯矩组合设计值; h0 - 截面受压较大边边缘至受拉边或受压较小边纵向钢筋合力点的距离, h0 = h - a - 偏心受压构件轴向力偏心矩增大系数.(见第5.3.10条)按大偏心受压构件计算项目0*Nd(KN)fcd(Kpa)b(m)x(m)h0(m)b备 注组合I6979.013800.0025.500.020.950.

29、020.56大偏心6841.513800.0025.500.020.950.020.56大偏心大偏心受压构件强度计算项目*e0(m)h(m)a(m)e(m)0*Nd*eAs(cm2)fsd(Kpa)Mue(KNm)组合I(0.71)1.000.06(0.27)(1880.64)412.3628000016801.84(0.74)1.000.06(0.29)(2010.64)412.3628000016674.62 4.按小偏心受压构件计算(若为大偏心受压构件,本计算可略) a.X的试算 ,任意假定X值,直到备注提示 s = cu*Es*(*h0i/x - 1) - fsds fsd 0*Nd

30、fcd*b*x + (fsd-s)*As x = 0*Nd - (fsd-s)*As/(fcd*b)按大偏心受压构件计算项目cu Es(Kpa)h0(m)x(m)s(Kpa)fsd(Kpa)s(Kpa)组合I0.002.00E+080.800.950.02218156762800002800000.002.00E+080.800.950.0222655888280000280000大偏心受压构件强度计算项目0*Nd(KN) fsd(Kpa)As(cm2)fcd(Kpa)b(m)x1(m)x1-x(m)备 注组合I69792.80E+05412.3613800.0025.500.0198-2.3

31、7E-03请再试算68412.80E+05412.3613800.0025.500.0194-1.96E-03请再试算 b.小偏心受压构件的判别及强度计算 = x/h0 b,为小偏心受压构件 e = *e0 + h/2 - a 0*Nd*e fcd*b*x*(h0-x/2) + fsd*As*(h0-as) = Mue按大偏心受压构件计算项目x (m)h0(m)b备 注fcd(Kpa)b(m)x (m)组合I0.020.950.020.56大偏心13800.0025.500.020.020.950.020.56大偏心13800.0025.500.02大偏心受压构件强度计算项目*e0(m)h(m

32、)a(m)e(m)0*Nd*eAs(cm2)fsd(Kpa)Mue(KNm)组合I(0.71)1.000.06(0.27)(1880.64)412.3628000016801.84(0.74)1.000.06(0.29)(2051.05)412.3628000016674.62 c.小偏心受压构件的特殊要求 当轴向力作用在纵向钢筋As合力点与As合力点之间时. 0*Nd*e fcd*b*x*(h0- h/2) + fsd*As*(h0-as) e = h/2 - e0 - a 式中: e - 轴向力作用点至截面受压边或受压较小边纵向钢筋As的距离; h0 - 截面受压较小边边缘至受压较大边纵向

33、钢筋合力点的距离,h0=h-a;小偏心受压构件的强度计算项目0*Nd(KN)h(m) e0 (m)a(m)e(m)h0=h0(m)0*Nd*e备 注组合I69791.00(0.66)0.061.100.957692.7868411.00(0.68)0.061.120.957693.47小偏心受压构件的强度计算项目fcd(Kpa)b(m)x (m)fsd(Kpa)As(cm2)(h0-h/2)(h0-as)Mue(KNm)组合I1380025.500.02280000412.360.450.891027622211380025.500.02280000412.360.450.8910276216

34、0 ( (二二).).正正常常使使用用极极限限状状态态计计算算 1.台身裂缝计算 (规范第6.4.3条) a.按受弯构件计算 裂缝宽度计算 Wfk = C1*C2*C3*ss /Es*(30+d)/(0.28+10*) (mm) = (As+Ap)/b*h0+(bf-b)*hf 式中: C1- 钢筋表面形状系数，带肋钢筋C1=1.0 Nl,Ns - 分别为作用长期效应组合和短期效应组合的效应值， 取弯矩或应力均可； C2 - 作用长期效应影响系数，C2=1+0.5*Nl/Ns C3 - 与构件受力性质有关的系数，C3=1.15; Ms - 短期效应组合的弯矩(KN) ss- 钢筋应力ss =

35、Ms/(0.87*As*h0); - 受拉钢筋配筋配筋率, = As/(b*h0) ; d - 受拉钢筋直径(mm),本例采用钢筋骨架，应乘1.3;钢筋应力计算截面Ms(KNm)As(cm2)h0(m)ss(Mpa)As(cm2)b(cm)h0(cm)1.00-2874.95412.360.95-848.02412.362550.0094.500.00 -2943.27412.360.95-868.17412.362550.0094.500.002.00-2994.74412.360.95-883.35412.362550.0094.500.00 -2959.34412.360.95-872.

36、91412.362550.0094.500.00裂缝宽度计算截面C1C2C3dss(Mpa)Es(Mpa) Wfk(mm)1.001.001.511.1532.50-848.02200000.000.00-1.552.001.001.511.1532.50-868.17200000.000.00-1.593.001.001.511.1532.50-883.35200000.000.00-1.624.001.001.511.1532.50-872.91200000.000.00-1.60 按规范第6.4.2条，I类和II类环境的裂缝宽度限值为0.2mm,满足规定。 b.按偏心受压构件计算 裂缝宽

37、度计算 Wfk = C1*C2*C3*ss /Es*(30+d)/(0.28+10*) (mm) = (As+Ap)/b*h0+(bf-b)*hf 式中: C1- 钢筋表面形状系数，带肋钢筋C1=1.0 Nl,Ns - 分别为作用长期效应组合和短期效应组合的效应值， 取弯矩或应力均可； C2 - 作用长期效应影响系数，C2=1+0.5*Nl/Ns C3 - 与构件受力性质有关的系数，C3=1.15; Ms - 短期效应组合的弯矩(KN) ss- 钢筋应力ss = Ns*(es-z)/(As*z); es = s*e0 + ys s = 1 + l/(4000*e0/h0)*(l/h0)2 e0

38、 = Ms/Ns z - 纵向受拉钢筋合力点至截面受压区合力点的距离. z = 0.87-0.12*(1-f)*(h0/es)2*h0 f - 受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值 f = (bf-b)*hf/(b*h0) = 0 ys - 截面重心至纵向受拉钢筋合力点的距离 ys = h/2 - a - 受拉钢筋配筋配筋率, = As/(b*h0) ; d - 受拉钢筋直径(mm),本例采用钢筋骨架，应乘1.3;截面Ms(KNm)e0(m)l0(m)h(m)l0(m)s(m)a(m)ys(m)1.00-2874.95-0.617.111.007.110.980.060.45 -2943.

39、27-0.687.111.007.110.980.060.452.00-2994.74-0.657.111.007.110.980.060.45 -2959.34-0.697.111.007.110.980.060.45钢筋应力计算截面Ns(KN)As(cm2)es(m)z(m)ss(Mpa)b(cm)h0(cm)1.004694.85412.36-0.16-3.37-108.602550.0094.500.00 4314.13412.36-0.23-1.17-84.522550.0094.500.002.004632.36412.36-0.19-2.00-101.672550.0094.50

40、0.00 4278.42412.36-0.23-1.02-79.772550.0094.500.00裂缝宽度计算截面C1C2C3dss(Mpa)Es(Mpa) Wfk(mm)1.001.001.461.1532.50-108.60200000.000.00-0.192.001.001.461.1532.50-84.52200000.000.00-0.153.001.001.461.1532.50-101.67200000.000.00-0.184.001.001.461.1532.50-79.77200000.000.00-0.14 按规范第6.4.2条，I类和II类环境的裂缝宽度限值为0.2

41、mm,满足规定。 2.台身位移计算 1).截面几何特性计算 a.x0的计算 台身采用C25号砼,ftk = 2.01MPa,Ec= 30000000Mpa 抗弯主筋选用HRB335钢筋, fsd = 280.00Mpa As = n*Ag 全截面(不考虑开裂)换算截面重心离梁顶距离x0 g = Eg/Ec x0 = g*As/b*(1+2*b*h0/(g*As)1/2-1x0的计算截面Eg(Mpa)Ec(Mpa)gAs(cm2)b(cm)h0(cm)ag(cm)x0(cm)1.0020000030000.006.67412.362550.0094.505.5013.242.0020000030

42、000.006.67412.362550.0094.505.5013.24 b.开裂弯矩的计算 全截面(不考虑开裂)换算截面重心轴以上(或以下)部分对重心轴的面积矩S0 X = (b*h2/2+g*As*ag)/(b*h+g*As) S0 = b*(h-X)2/2 全截面(不考虑开裂)换算截面对重心轴的惯性矩I0 I0 = b*h3/12+b*h*(h/2-X)2+As*g*(X-ag)2 全截面(不考虑开裂)换算截面抗裂边缘弹性抵抗矩W0 W0 = I0/X = 2*S0/W0 Mcr =*ftk*W0开裂弯矩 Mcr的计算截面h(m)S0(m3)I0(m4)X(m)W0(m3)ftk(Kp

43、a)Mcr(KNm)1.001.003.122.180.514.321.452010.0012541.882.001.003.122.180.514.321.452010.0012541.88 钢筋砼构件抗弯刚度 开裂截面换算截面惯性矩Icr= b*X03/3 + g*As*(h0-x0)2 Bcr = Ec*Icr 全截面刚度 B0 = 0.95*Ec*I0 跨中计算弯矩 Ms = 655.1 KNm c.钢筋砼构件抗弯刚度 B = B0/(Mcr/Ms)2+1-(Mcr/Ms)2*B0/Bcr 钢筋砼构件抗弯刚度截面I0(m4)Icr(m4)Ec(Kpa)Bcr(KNm2)B0(KNm2)

44、Ms(KNm)Mcr(KNm)B(KNm2)1.002.180.0530000000 1594228.18 62172055-2874.9512541.88-908752.180.0530000000 1594228.18 62172055-2943.2712541.88-955072.002.180.0530000000 1594228.18 62172055-2994.7412541.88-99086 2.180.0530000000 1594228.18 62172055-2959.3412541.88-96616 Ms fmax , 符合规定.恒活载跨中挠度计算截面H (m)h (m)

45、Mg(KNm)Ma(KNm)Mp(KNm)自重fg(m)汽车fa(m)人群fp(m)1.007.110.47458.31-77.81-4507.580.000.00001-0.000162.007.110.47458.31-117.98-4507.580.000.00001-0.00016 4).预拱度的设置 荷载短期效应组合并考虑长期效应影响的长期挠度为(fg+fa+fp)*1.6 计算跨径的1/1600 按规范第6.5.5条规定应设预拱度，其值为结构自重和1/2可 变荷载按频遇值计算的长期挠度之和。 预拱度=fg+1/2*(fa+fp) 预拱度的设置截面自重fg(m) 汽车fa(m)人群f

46、p(m)fmax(m)l0/600(m)长期(m)l0/1600预拱(m)10.000040.00001-0.00016-0.000240.01184(0.00017)0.004440.0000520.000040.00001-0.00016-0.000240.01184(0.00017)0.004440.00005 ( (三三).).施施工工阶阶段段应应力力计计算算 1.使用阶段和施工阶段(规范第 7.2 条) P69页 1).受压区砼边缘的压应力 cct = Mkt * x0 / Icr 0.80*fck 受拉钢筋的应力和钢筋拉应力 sit = ES* Mkt*(h0i-x0) / Icr

47、 0.75*fsk 式中: Mkt - 由临时的施工荷载标准值产生的弯矩值; x0 - 换算截面的受压区高度; Icr - 开裂截面换算截面的惯性矩; sit - 按短暂状况计算时受拉区第i层钢筋的应力; h0i - 受压区边缘至受拉区第i层钢筋的应力; fck- 施工阶段相应于砼立方体抗压强度fcu的砼 轴心抗压强度标准值; 所以 0.80*fck = 0.8*0.9*20.1 = 14.47 Mpa 0.75*fsk = 0.75*335 = 251.25 Mpa受压区砼边缘的压应力和钢筋拉应力截面Mkt(KNm)x0(m)Icr(m4)ESh0(m) cct(Kpa) sit(KPa)备

48、 注1.00-2989.960.130.056.670.95-59.37-2666.62可以2.00-3030.130.130.056.670.95-60.16-2702.45可以 2).钢筋砼受弯构件中性轴处的主拉应力(剪应力) tpt = Vkt / (b*z0) ftk 式中: Vkt - 由施工荷载标准值产生的剪力值; b - 矩形截面宽度; Z0 - 受压区合力点至受拉钢筋合力点的距离 Z0 = h0 - 1/3*X0 ftk - 施工阶段砼轴心抗拉强度标准值. ftk = 0.9*2.01 = 1.809 Mpa钢筋砼受弯构件中性轴处的主拉应力截面Vkt(KN)h0(m)X0(m)

49、Z0(m)b(m) tpt (Kpa) ftk(Kpa)备 注1.002399.990.950.130.9025.50104.471809.00可以2.002399.990.950.130.9025.50104.471809.00可以 四四. .桥桥台台基基础础计计算算 (一一).地地基基容容许许承承载载力力计计算算 = 0 + k1*1*(b-2) + k2*2*(h-3) 式中 - 地基修正后的容许承载力(Kpa); 0 - 地基土的容许承载力(Kpa); b - 基础底面的最小边宽(m); h - 基础底面的埋置深度(m), 1 - 基底下持力层土的天然容重, 1 = 20 KN/m3;

50、 2 - 基底以上土的容重, 2 = 20 KN/m3; k1,k2 - 地基土的容许承载力随基础宽度,深度的修正系数;地基容许承载力计算荷载组合 0(Kpa)K11b(m)k22h(Kpa)I160.001.008.002.201.008.003.00161.60160.001.008.002.201.008.003.00161.60 (二二).基基底底应应力力计计算算 max = N/A + M/W min = N/A M/W 式中 N - 作用在基底的合力的竖向分力; M - 作用在对基底截面重心轴的弯矩; A - 基础底面积, A = b*h ; W - 基础底面的截面抵抗矩, W =

51、 bh2/6 ;荷载组合Nd(KN)A (m2)Md(KNm)W (m3)max(Kpa) min(Kpa) (Kpa)备 注I14475.9155.44-3219.47232.85247.28274.94161.60可以14386.6455.44-3259.65232.85245.50273.50161.60可以 (三三).基基底底偏偏心心距距验验算算 = W/A e0 = M/N 1.5 式中 y - 基底截面重心轴至截面最大受压边缘的距离; e0 - 所有外力的合力对基底重心轴的偏心距; 荷 载 组 合Md(KNm)Nd(KN)e0(m)h (m)y=h/2(m)y/e0备 注组合I1.

52、00-4959.0019387.40-0.262.201.10-4.30可以2.00-5020.8619249.92-0.262.201.10-4.22可以 (五五).抗抗滑滑动动稳稳定定性性验验算算 k0 = *N/Q 1.3 式中 N - 作用在基底的合力的竖向分力; H - 作用在基底的合力的水平分力; - 基础底面与地基土之间的摩擦系数. 荷 载 组 合N(KN)Q(KN)k0=*N/Qk0备 注组合I1.000.2019387.40-4587.14-0.851.30可以2.000.2019249.92-4649.01-0.831.30可以 五五. .桥桥台台在在横横桥桥向向的的计计算

53、算 ( (一一).).桥桥台台在在横横桥桥方方向向的的构构造造尺尺寸寸 ( (二二).).涵涵台台截截面面特特性性计计算算 1.涵台截面中性轴位置y1,y2计算 面积矩 S = A*y 式中: A - 截面面积(m2) y - 截面重心至基础底边距离(m); S - 各截面对基础底边的静力矩(m3)涵台截面特性计算项 目计 算 式A(m2)计 算 式y(m)S(m3)背 墙b0*h00.21H + h3 - h0/28.231.72台 帽b1*h10.70H + h3-h0 - h1/27.615.33台 身b2*h25.86h3+h2/24.4325.96基础(b3-2*C)*h3/20.7

54、53*h3/22.251.69b3*h3/21.65h3/20.751.24合计9.1735.93 所以涵台截面中和轴位置:项 目S(m3)A(m2)y2 = S/A (m)台高h(m)y1 = h - y2 (m)备 注涵台截面35.939.173.928.614.69 2.涵台截面惯性矩I计算 I = I0 + A*a2涵台截面惯性矩I计算项 目计 算 式I0(m4)A(m2)a = y-y2 (m)A*a2(m4)I(m4)背 墙b0*h03/120.010.214.313.893.90台 帽b1*h13/120.010.703.699.549.55台 身b2*h23/1216.775.

55、860.511.5318.30基础(b3-2*c)*h33/960.040.75-1.672.092.12b3*h33/960.081.65-3.1716.5716.65合计 50.52 ( (三三).).弹弹性性系系数数及及弹弹性性地地基基梁梁条条件件计计算算 查涵洞附表3-34 = (K*b)/(E*I)0.25 1.2 *L 0*Md荷 载 组 合I(m4)y2(m)Rwlj(Kpa)mMu(KNm)Md(KNm)备注组合I(1)+(2)50.523.922500.002.3113951.6839.25(1)+(2)50.523.922500.002.3113951.6839.25组合I

56、I(1)+(2)50.523.922500.002.3113951.6817.84(1)+(2)50.523.922500.002.3113951.6810.20组合III(1)+(2)50.523.922500.002.3113951.6825.49 ( (七七).).地地基基应应力力验验算算 假定涵台为绝对刚性,在恒载作用下忽略各荷载对基底的偏心弯矩. = N/A 式中 N - 作用在基底的合力的竖向分力; A - 基础底面积, A = L*B ;地基应力验算荷 载 组 合Nd(KN)L(m)B(m)A(m2)(Kpa)(Kpa)备注组合III10470.7825.202.2055.441

57、88.87161.60 七七. .涵涵台台抗抗冲冲切切承承载载力力计计算算( (规规范范第第5.6.35.6.3条条 P46P46页页) ) Fu = 0*Fld 0.7*h*ftd*bm*h0 Fld = Ps*A bm = (bt+bb)/2 式中: bt - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长: 当计算墩柱与基础交接处的抗冲切承载力时,取墩柱宽度; 当计算基础变阶处的抗冲切承载力时,取上阶宽度; bb - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长: 当计算墩柱与基础交接处的抗冲切承载力时,取墩柱宽度+2*基础有效高度; 当计算基础变阶处的抗冲切承载力时,取上阶宽度+2*该处以下基础的有效高

58、度; h0 - 冲切破坏锥体内基础的有效高度; Ps - 在荷载设计值作用下基底单位面积上的反力(可扣除基础自重及其 上的土重),当受偏心荷载时可取最大的单位反力; A - 考虑冲切荷载时取用的多边形基底面积.冲切力计算计算位置0Ps(Kpa)bt(m)bb(m)h0(m)A(m2)0*F1d(KN)备注与基础交接处 1.100.000.602.601.602.560.00基础变阶处1.100.001.602.600.801.680.00抗冲切力计算计算位置hftd(Kpa)bt(m)bb(m)bm (m)h0(m)Fu(KN)备注与基础交接处 0.851060.000.602.601.602

59、.002018.24基础变阶处0.851060.001.602.602.101.001324.47(计如横向折减) 轻型薄壁桥台扩大基础计算 一一. .设设计计资资料料 1.上部构造 装配式钢筋砼矩形空心板,板厚 hb =0.45m,板宽bk =13.00m,面积A(m2)=5.85 标准跨径:Lb= 6.00m, 计算跨径:L0= 5.60m, 桥面宽度: 净7+2X0.75m.总宽 B =13.00m 2.设计荷载: 公路-I级 ,集中荷载 Pk =182.40KN, 分布荷载 qk =10.50KN/m 人群荷载 q =3.50KN/m2, 车道数 n =2.34 3.工程材料: 梁板采

60、用C30号砼,fcd =13800Kpa,ftd =1390Kpa,Ec =32500000Kpa 台身采用C20号砼,fcd =11500Kpa,ftd =1230Kpa,Ec =28000000KpaRwlj =2500Kpa 空心板容重 1 =26KN/m3 台后填土容重 2 =19KN/m3 台后填土内摩擦角 =35度 地基容许承载力0=180Kpa 受力主筋采用HRB335钢筋, fsd =280.00Mpa Es =200000000KPa 4.桥台尺寸: 2cm工作缝宽和挑檐c1=0.10m 梁板板厚hb =0.35m,板宽bk =13.00m,面积A(m2)=4.55m2 支座