【導(dǎo)讀】應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋?yàn)榉桨高M(jìn)行下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。案確定后再?gòu)纳系较麻_始計(jì)算。在使用過(guò)程中上部構(gòu)造恒載、蓋梁自重以及汽車及人群荷載的作用，墩的計(jì)算主要是橋墩所受的恒載、活載的計(jì)算及雙柱反力的計(jì)算，基承載力、基底偏心距、基礎(chǔ)穩(wěn)定性的驗(yàn)算。橋梁的發(fā)展概況·······································1. 設(shè)計(jì)資料與方案比選···························&#18

　　

【正文】 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第三章 橋墩 計(jì)算 33 第三章 橋墩墩柱計(jì)算 恒 載計(jì)算： 恒載計(jì)算：由前面的計(jì)算結(jié)果得： (1)上部構(gòu)造恒重 ， 一孔重 ： (2)蓋梁自重（半根蓋梁） ： (3)墩柱自重 ： 1 4 25 314 kN? ? ? ? 作用在墩柱底面的恒載垂直為 ： N=12 ?++314 = 活載計(jì)算 ： （ 1）公路 I 級(jí) a) 單孔荷載： 單列車時(shí) ， 01?B , 2 kN? , 12 B kN?? 相應(yīng)的制動(dòng)力： T= 210% = 165kN 按《橋規(guī)》取制動(dòng)力為： 165kN 雙列車時(shí)： 2B= kN , 制動(dòng)力： T= 210% 2 = 三列車時(shí)： 3B= , 制動(dòng)力： T= 210% = 四列車時(shí)： 4B= kN , 制動(dòng)力： T= 210% = b） 雙孔荷載： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第三章 橋墩 計(jì)算 34 單列車 ： KNBKNBKNB 7 3, 1 4, 5 9 21 ??? 相應(yīng)的制動(dòng)力： T= NKKN % ???? 取制動(dòng)力為 165kN 雙列車： 2B= ， 制動(dòng)力 T= % ???? 三列車： 3B= ， 制動(dòng)力 T= 6 % 7 3 ???? 四列車： 4B= ， 制動(dòng)力 T= 1 % 7 3 ???? （ 2） 人群荷載（單側(cè)） 單孔行人： 01?B 2B = ， B = 雙孔 行人 ： KNBKNBKNB 1 8, 21 ??? 汽車荷載 中雙孔荷載 產(chǎn)生 支點(diǎn) 處最大 反力值 ，即產(chǎn)生 最大的墩柱垂直力 ；汽車荷載 中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩 ， 即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。 雙柱反力橫向分布計(jì)算 （ 1） 人群荷載 單側(cè)： 1 ???? 4 0 0 ????? 雙側(cè)： ???? （ 2）汽車荷載： 單列車： 15 043 056 01 ???? 1 5 5 ????? 雙列車： 043 040 51 ???? ???? 三列車： 1 ???? 2 0 9 ???? 四列車： 1 ???? ???? 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第三章 橋墩 計(jì)算 35 荷載布置見下圖 ： P 人PPPP77556040525095430 430人群荷載單列車雙列車三列車四列車 圖 31 荷載布置圖 荷載組合 最大最小垂直反力計(jì)算 （雙孔） ①汽車荷載： 單列車 ： ? ?KNN KNBN )( 11 ??????? ???????? ?? 雙列車： ? ?KNN KNBN 47 4712 22 ????? ???????? ?? 三列車： ? ?KNN KNBN 33 ?????? ????????? ?? 四列車： ? ?KNN KNBN 41 ?????? ????????? ?? ② 人群荷載： 單側(cè)行人：KNN KNBN )( 11 ?????? ????? ? 雙側(cè)行人：KNN KNBN 22 ?? ????? ? 最大彎矩計(jì)算 彎矩計(jì)算入下表： 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第三章 橋墩 計(jì)算 36 表 3－ 1 可 變荷載 組合垂直反力計(jì)算 (雙孔 ) 單位： KN 編號(hào) 荷載情況 最大的垂直反力（ KN） 最小直反力（ KN） 橫向分布 i? ??1 N 橫向分布 i? N? 1 汽車 荷載 單列車 2 雙列車 3 三列車 4 四列車 5 人群 荷載 單側(cè) 行 人 N= 6 雙側(cè) 行人 N= 表 3－ 2 可變荷載 組合最大值彎矩計(jì)算（單孔 ） 單位 KMm 注： 垂直力 B 的作用點(diǎn)距柱頂中心的距離為 ，水平力 H 到柱頂中心的距離為：蓋梁高度 +支座厚度 =； 三車道時(shí)考慮橫向折減系數(shù) ，四車道時(shí)考慮橫向折減系數(shù) ； 水平力 H 由兩柱平均分配 。編號(hào) 荷載 情況 墩柱頂反力計(jì)算式 B ? i? ? （ 1+? ） 垂直力（ KN） 水平力 H（ KN） 對(duì)柱頂中心的彎矩 1B 2B 21BB? ( 21 BB? )? H 1 上部構(gòu)造與蓋梁重 — — — 0 0 0 2 汽 車 荷 載 雙列車 2 ? ? ? 1733.64 0 1235.32 三列車 3 ? ? ? ? 0 四列車 4 ? ? ? ? 1040.98 0 1040.98 3 人群?jiǎn)慰纂p側(cè) 2 ?? 0 — — 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 三 章 橋墩 計(jì)算 37 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算 作用于墩柱頂?shù)耐饬? (1)垂直力： 最大垂直力 ： KNN 6 8 6 2 7 2 5 0m a x ???? 最小垂直力（需考慮與最大彎矩相適應(yīng)）得 : KNN n in 5 2 2 3 2 5 0 ???? (2)水平力： H =(3)彎矩： maxM =++= kNM? 作 用 于墩柱底的 外力 KNMKNni nNKNN a x a x???????????? 截面配筋計(jì)算 墩柱頂用 C30 混凝土，采用 40Φ 18HPB235 鋼筋， sA = 2cm 則縱向鋼筋配筋率 % 12 ???? ??? rsA 742420 ????dl 所以 ???? (1) 雙孔荷載 最大垂直力時(shí)，墩柱頂按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算， ),(??????????????????）（為穩(wěn)定系數(shù)其中sAsdfAfcdfdN 符合要求。 (2) 單孔荷載 最大彎矩時(shí)，墩柱頂按小偏心受壓構(gòu)件驗(yàn)算 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 三 章 橋墩 計(jì)算 38 memNMemKNMKNN dddd , 00 ?????? ? 偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算符合下式 : sdcddsdcdd frDgfBreN frCfArN ??? ??? 3300220?? ?? ｝ rfCAf fgDBfe sdcd sdcd ??? ???? ??0 () 其中 g= cdf = sdf? =195 代入數(shù)據(jù)以后得 1 ???? CA DBe 經(jīng)查表 得系數(shù) A、 B、 C、 D 為： 假設(shè) , ????? DCBA? 代入后得 me 0 ????? ???? 則KNNKN frCfAr dsdcd 2222??? ????????? ?? mKNedNmKN sdfrDgcdfBr????????????????? 由以上可 知：墩柱承載力滿足要求。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第四章 鉆孔灌注樁 計(jì)算 37 第四章 鉆孔灌注樁計(jì)算 設(shè)計(jì)資料 鉆孔灌注樁直徑 為 、用 C25 混凝土 ， 用 22? HPB235 鋼筋 ， 樁身混凝土的彈性模量為 MpaEc ?? 荷載設(shè)計(jì) 樁身受力 圖 4－ 1 鉆孔灌注樁 樁身受力圖 每一根樁承受的荷載 孔恒載反力： KNN 1 ??? ： KNN ? ： KNN 3143 ? 作用于樁頂?shù)暮爿d反力 ： 4321 NNNN ????恒N ???? ： mKNq /985.. ???? ? 載反力： （ 1） 雙孔可變荷載 反力： KNN ? (雙列車 ) KNN ?? (人群荷載 ,單側(cè) ) （ 2） 單 孔可變荷 載反力： KNN ? (雙列車 ) KNN ?? (人群荷載 ,雙側(cè) ) HNM河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第四章 鉆孔灌注樁 計(jì)算 38 （ 3） 制動(dòng)力： KNT ?? 作用在支座中心距樁頂距離為 ： ??????? ?? ： m a xm in 。 ( ) H k NMk N mNkNNkN?? ? ? ? ? ???? ? ??? ? ? ??雙 孔（ 單 孔 ） ： m a xm i n20 7. 35 。16 75 .6 2 20 7. 35 0. 865 88 .3 94 .9 8558 43 .9 1 94 .9 85H kNMkN mNkNNkN?? ? ? ???? ???? ??? 樁長(zhǎng)計(jì)算 假定 土層是單一的 ，由 確定單 樁 容許承載力的經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算樁長(zhǎng) ，設(shè) 樁最大沖刷線以下的樁長(zhǎng)為 h:則有 ? ? ? ? ? ?? ?? ???? 33220211 hkAmiiluP ???? (4. 1) 式中： u－樁周長(zhǎng) ，用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成孔 直徑 增大 40mm ，則 u＝ π ?= ； 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第四章 鉆孔灌注樁 計(jì)算 39 li — 樁在最大沖刷線以 下的長(zhǎng)度， m ； i?－ 與 li 相對(duì)應(yīng)的各土層與樁側(cè)的 極限摩阻力 ,kPa ,查表取 90kPa ； ? －考慮樁入土深度影響的修正系數(shù) ，查表 取 ； m0－考慮 樁底 沉淀 淤泥影響的 清 孔 系數(shù) ，查表 取為 ； ? — 樁底截面積 2R??? = 22 m??? ； 0?????－樁底土層的容許承載力 ， 取 0?????＝ 400MPa 2k — 地基土容許承載力隨 深度 的 修正系數(shù) ，查表 取 2k ＝ 2? － 樁底以上 土 的 容重 ，多層土?xí)r按換算容重計(jì)算 , 3/kNm 取 2? ＝ 3/kNm (已扣除浮力 )； 3h － 樁底的埋置深度（ m ） 代入有： [P]＝ )}3(]{[2132200 ???? hkAmlu ii ???? = ? ?? ? ???????????? hh = ) 5 9(5 6 1 6 hh ??? =+ h 樁底最大垂直力為： hN a x ???????? h9 4 . 9 8 521 ?+ h = ? 解得 h=，取 h=17m 地面以下樁長(zhǎng)為 +17= m 所以 [P]=+ ?17= KNN a x ???? 由此可見，樁的軸向承載力滿足要求。 注： 上式中 h?? ：規(guī)定以最大沖刷線以下樁重的一半值作為外荷載計(jì)算。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第四章 鉆孔灌注樁 計(jì)算 40 樁的內(nèi)力計(jì)算 （ m 法） 樁的計(jì)算寬度 1b 的確定 1 ( 1 ) 0 .9 ( 2 .2 1 ) 2 .8 8fb K d m? ? ? ? ? ? 樁的變形系數(shù) ? 樁的變形系數(shù) ?的計(jì)算： 5 1EImb?? （ ） 其 中： I= 444 4 9 0 8 . 0 4 9 0 8 7 md ???? IEEI ? 27 / mKNE h ?? 查表取 m=15000 4/kNm 則 157 000 ????? ?? m? 樁的換算深度 ????? hh ? 按彈性樁計(jì)算 。 地面以下深度 z 處樁身截面上的彎矩 zM 與水平壓應(yīng)力 zx? 的計(jì)算 作用于地面處樁頂?shù)耐饬?： 0066 83 .2820 18 41 .5N kNH kNM kN??? (1) 樁身彎矩 zM 計(jì)算： zM =mm BMAH ??? 00? （ ） 其中 mA 、 mB 可由表格查得，計(jì)算結(jié)果如下 表， 表 41 樁身彎矩 zM 計(jì)算表 z zz ?? hh ?? mA mB mAH??0 mBM?0 zM ( kNm? ) 0 0 0 0 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第四章 鉆孔灌注樁 計(jì)算 41 續(xù) 表 41 z zz ?? hh ?? mA mB mAH??0 mBM?0 zM ( kNm? ) 2 5 6 10 樁身水平力 ： zx? =xx BzbMAzbH 1 0210 ?? ? （ ） 其中 mA 、 mB 可由表格查得 ， z 為換算深度 0 ???bH? 21 02 ???bM? 表 42 水平壓力計(jì)算表 z zz ?? xA xB 01 XaHZAb 2 01aMZBXb ZX? (KPa) 0 0 0 0 0