桥台计算书.doc

桥台计算书 设计： 葛 翔 复核： GX.Kate 审核：xiangxiang 目 录1 计算依据与基础资料11.1 标准及规范11.1.1 标准11.1.2 规范11.1.3 主要材料11.2 计算资料21.2.1 结构尺寸21.2.2 墙后填土参数21.2.3墙体与地基参数22 荷载计算42.1 桥台及上部荷载计算错误！未定义书签。2.1.1 桥上活载反力52.1.2 不考虑浮力时自重恒载计算62.2 台背土压力计算72.2.1 台后填土自重引起的主动土压力72.2.2 台后活载引起的主动土压力82.3 作用力汇总93 偏心距验算104 地基承载力验算105抗滑移稳定性验算116抗倾覆稳定性验算117 验伸缩缝的选择12U型桥台计算1 计算依据与基础资料1.1 标准及规范1.1.1 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： 1.1 1.1.2 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）1.1.3 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，； 采用HPB300，。1.2 计算资料1.2.1 结构尺寸图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）=26.57o混凝土最大刚性角40o满足要求，台后填土与水平面夹角=0。1.2.2 墙后填土参数墙背填土容重s=19KN/m3,计算内摩擦角=40o。1.2.3墙体与地基参数桥台c25混凝土容重k=24KN/m3,基底摩擦系数=0.3,地基容许承载力=2500Kpa。1.2.3计算荷载人群荷载q=3kN/m2，上部构造反力-恒载标准值p1=2033.89KN，上部构造反力-活载标准值p2=3211.54KN。2 荷载计算2.1 桥台及上部结构的荷载计算2.1.1 桥上部反力编号铅垂力N（KN）距基底中心的距离（m）弯矩M（KN.m）活载3211.542.678574.82恒载2033.892.675430.49表2.1 上部构造荷载2.1.2自重恒载计算 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；编号项目铅垂力（KN）对A点力臂（m）对A弯矩（KN.m）1台帽292.651.15336.552搭板384.005.902265.603背墙319.011.78567.844侧墙151.254.65703.315人行道164.054.9803.856台身5083.684.422368.197填土6246.175.534353.948基础2793.653.710336.51由上表可知，桥台及台内填土重合计：15434.46KN；桥台及台内填土对A点弯矩合计：71735.77KN.m；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：2.2台后土压力 台后土压力按JTG D60-2015规范4.2.3条计算，式中： 土容重，=19KN/m3； B桥台计算宽度，B=15.23m； 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； 主动土压力系数。2.2.1破裂角破坏棱体破裂面与竖直线夹角的正切值按下式计算：式中： 土内摩擦角，=40o； 填土表面与水平线夹角，=0o； 台背与竖直面夹角，=0o； 台背与填土间摩擦，=/2=20o；则 ，破坏棱体长度 在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2.2.2主动土压力系数用库伦土压力公式计算2.2.3台后有活载时的台后土压力土压力作用点距桥台基底距离c，土压力对桥台基底弯矩2.2.3台后无活载时的台后土压力当台后无活载时，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2.3温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力2.3.1温降、混凝土收缩、徐变作用简支板及桥面连续的施工温度为15oC25oC，计算温度力时的温度取值：“公路桥涵设计通用规范“P35 ，4.3.12-2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7.5oC。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0.165/0.08=2.065，按混凝土收缩与徐变关系换算，相当于降温7.5*2.0625=15.469度。则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28+7.5+15.469=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=0.0000151=0.00051； 桥墩（台）支座顶部集成刚度桥墩（台）距0号台的距离； 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 2.3.2制动力按规范JTG D602015第4.3.5条，一个设计车道上于汽车荷载产生的制动力标准值按本规范4.3.1条规定的车道荷载标准值在加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110KN165KN，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。2.3作用力汇总表2.3 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（KN.m）1土压力（台后有活载）1628.945537.442土压力（台后无活载）1413.663298.543温降、砼收缩及徐变影响力+制动力251.171758.194砼收缩及徐变影响力38.86 272.03 5上部结构恒载2033.895430.496上部结构活载3211.548574.827桥台和台内填土重15434.4614628.278荷载组合（1+4+5+6+7）1667.80 20679.89 34443.05 9荷载组合（1+3+5+6+7）1880.11 20679.89 35929.21 10仅有恒载（2+4+5+7）1452.52 17468.35 23629.33 4地基承载力计算按规范JTG D63-2007第4.2.2条计算基础底面积 A=7.415.73=116.402m2基础底抗力矩基础底应力荷载组合： 地基容许承载力400KN/m2荷载组合： 1.25400=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 按规范JTG D63-2007第4.2.5条计算 基础底核心半径 桥台仅受恒载作用时： 荷载组合： 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6.1抗倾覆稳定性验算按规范JTG D63-2007第4.4.1条计算荷载组合： 荷载组合： 以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。6.2抗滑移稳定性验算按规范JTG D63-2007第4.4.2条计算抗滑移稳定性系数式中竖向力总和；抗滑稳定水平力总和； 滑动水平力总和； 基础底面与地基之间的摩擦系数，取0.4。荷载组合：荷载组合：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7.1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251.17KN，每个支座的水平力为T=251.17/24=10465N支座剪切变形正切值 TAN=T/AG=10465/471431.1=0.202支座的水平变形 =支座橡胶层总厚TAN =700.202=14.14mm7.2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 TAN=T/AG=8208/471431.1=0.158支座的水平变形 =支座橡胶层总厚TAN =700.158=11.08mm7.3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14.14mm，可能合拢11.08mm。伸缩缝的伸缩量合计=14.14+11.08=24.84mm。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14.14mm20mm，伸缩缝计算合拢量11.0820mm，采用GQF-C40型伸缩缝满足要求。