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某桥桥墩结构计算

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２０17年2月

F匝道桥桥墩计算

一、概述
本桥上部结构采用2×(4×25)+4×（3×25）PC连续箱梁+1×43.5简支钢箱梁+4×17钢筋砼连续箱梁+1×33简支钢箱梁+（18+20.5）+3×21+3×46+4×25米PC连续箱梁，下部桥墩采用花瓶墩、板式墩配桩基础。现选取其中有代表性的21#墩（花瓶墩（1.7x2.2米），上部为43.5米钢箱梁接4x17米钢筋砼现浇梁）、23#墩（板式墩（4x1.8米），上部为4x17米钢筋砼现浇梁）、25#墩（花瓶墩（1.5x2.0米），上部为33米钢箱梁接4x17米钢筋砼现浇梁），相应构造见下图：

21#墩构造（单位：cm）

23#墩构造 （单位：cm）

25#墩构造 （单位：cm）
材料： 墩身 ：C40砼
承台 ： C30砼
桩基 ： C25砼
其中21#墩墩高：32.3m，23#墩墩高：33.4m，25#墩墩高：32.9m。
二、使用阶段荷载效应
1）结构恒载
2）活载:包含活载引起的竖向反力及引活载引起的纵横向弯矩
3）风荷载：按规范JTG D60－2004第4.3.7条计算：单独风荷载作用时选用27.4m/s（1/100），风荷载与其它荷载共同作用时选用25.8 m/s（1/50）
4）船撞击力：根据《荆东互通水中桥墩群防撞设施设计说明》确定，并考虑1.1的安全系数：
桥梁
桥墩
防撞船型
撞击速度
防撞力标准
防撞设施方案
增设防撞设施后船撞力
撞击点距离承台顶
（#）
(DWT)
(m/s)
(MN)

(MN)
(m)
F匝道
18、19、25~27
2×300吨级顶推船队
2.6
3.9
桥墩：固定式复合材料防撞设施防护
承台：橡胶护舷防护
2.8
4.4
22~24
2×300吨级顶推船队
2.7
4.04
2.9
4.4
20、21
2×300吨级顶推船队
2.8
4.2
2.94
4.4
主要荷载工况：
① 恒载+活载+风荷载
②恒载+活载+船撞力
③恒载+风荷载+船撞力
④恒载+风荷载（百年一遇）
三、结构内力计算
1）单项结构内力计算
墩号
撞击点高度
上部恒载
下部恒载
恒载合计（竖向集中力）
活载
小桩号侧
大桩号侧
合计
墩自重
竖向反力
横向弯矩
纵向弯矩

（m）
（kN）
（kN）
（kN）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
21
4.4
3567.1
1862.6
5429.7
3585.4
6300.3
1266.2
1076.3
2687.7
23
4.4
2046.6
2105
4151.6
6461.0
10612.6
1275.1
2295.2
3506.5
25
4.4
3077.9
2700
5777.9
2955.6
5844.5
1127.6
845.7
2860.1

墩号
船撞击力（kN）
风荷载（1/50）
风荷载（1/100）
横向
纵向
横向弯矩
纵向弯矩
横向弯矩
纵向弯矩

（kN）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN.m）
（kN.m）
21
3080
1540
2545.4
1272.7
3057.6
1528.8
23
3190
1595
2032.9
1016.45
2442
1221
25
3234
1617
1603.2
801.6
1925.7
962.85
2）组合内力计算
墩号
恒载+活载+风荷载
承载能力极限组合
短期效应组合
长期效应组合
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
21
9333.0
4306.7
5162.8
7186.6
1771.5
2390.5
6806.7
1448.7
1584.2
23
14520.2
5449.5
6027.2
11505.2
2419.8
2861.1
11122.6
1731.2
1809.2
25
8592.1
2947.5
4885.9
6633.8
1233.3
2322.7
6295.6
979.6
1464.7

墩号
恒载+活载+船撞力（偶然组合）
恒载+风荷载+船撞力（偶然组合）
承载能力极限组合
承载能力极限组合
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
21
7186.6
7529.4
5269.4
6300.3
8557.8
4278.9
23
11505.2
15642.6
9472.6
10612.6
15459.0
7729.5
25
6633.8
7706.8
5559.5
5844.5
8237.0
4118.5

墩号
恒载+风荷载（百年一遇）
承载能力极限组合
短期效应组合
长期效应组合
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
21
6300.3
3363.4
1681.7
6300.3
1223.0
611.5
6300.3
1223.0
611.5
23
10612.6
2686.2
1343.1
10612.6
976.8
488.4
10612.6
976.8
488.4
25
5844.5
2118.3
1059.1
5844.5
770.3
385.1
5844.5
770.3
385.1
3）结构验算取用内力
根据上述计算，结构横桥向强度由恒载+风荷载+船撞力（偶然组合）控制，顺桥向强度由恒载+活载+船撞力（偶然组合）控制，结构正常使用阶段由恒载+活载+风荷载组合控制。
四、截面配筋验算
墩号
承载能力极限组合
结构抗力
承载能力极限组合
结构抗力
横桥向控制内力
顺桥向控制内力
轴力
横向弯矩
轴力
横向弯矩
轴力
横向弯矩
轴力
横向弯矩
（kN）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
21
6300.3
8557.8
7253.0
19489.4
7186.6
5269.4
25198.0
55771
23
10612.6
15459.0
48910.2
177800
11505.2
9472.6
35259.8
76854.8
25
5844.5
8237.0
6526.0
17539.5
6633.8
5559.5
15939.0
35923

墩号
恒载+活载+风荷载
裂缝
短期效应组合
长期效应组合
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
轴力
横向弯矩
纵向弯矩
横向
纵向
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
（kN.m）
（kN.m）
（mm）
（mm）
21
7186.6
1771.5
2390.5
6806.7
1448.7
1584.2
0.064
0.063
23
11505.2
2419.8
2861.1
11122.6
1731.2
1809.2
全截面受压
0.044
25
6633.8
1233.3
2322.7
6295.6
979.6
1464.7
0.064
0.076
附表1：
21#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
21#墩横桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩横桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。

附表2：
23#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
23#墩横桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩横桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
附表3：
25#墩顺桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。
25#墩横桥向墩身承载力及裂缝验算，计算过程及结果：

本墩顺桥向承载力及裂缝宽度满足规范和设计要求。

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