轻型薄壁桥台扩大基础计算示例(新规范)-yg

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=25.50m2.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)梁板采用C50号砼,fcd=22400Kpa,ftd=1830Kpa,Ec=34500000Kpa台身采用C30号砼,fcd=13800Kpa,ftd=1390Kpa,Ec=30000000KpaRwlj=2500Kpa26KN/m319KN/m335度地基容许承载力[σ0]=180Kpa受力主筋采用HRB335钢筋,fsd=280.00MpaEs=200000000KPa4.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=0.00m,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桥台台身计算长度H=h0+h1+h2=7.11m基底宽度b3=2.20m,基础长度L=25.20m台后填土容重γ2=台后填土内摩擦角φ=3.工程材料:西潞苑通道桥台身计算一.设计资料1.上部构造空心板容重γ1=项目系数项目λγ(KN/m3)H(m)RA(KN)RB(KN)ET(KN)X(m)Mx(KNm)填土0.2719.007.111091.962183.923275.884.102986.62项目填土a.破坏棱体长度l0=H*tan(45-φ/2)M(KNm)3275.88备注RB(KN)2183.92h3(m)1.50X=H/31/2填土自重引起基底的土侧压力ET2.填土自重引起的土侧压力ETET=λ*γ*H2*B/2RA=λ*γ*H2*B/6RB=λ*γ*H2*B/3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,φ1.土侧压力系数λ=tan2(45-φ/2)35.00λ=tan2(45-φ/2)备注0.27荷载布置在台背后的路堤填土破坏棱体上,如图示二.荷载计算及组合(桥台顺桥向作为上下支撑的竖梁计算时)横桥方向的验算(一).水平土侧压力计算《规范》(JTJ022-85)第5.3.8条规定:基底弯矩:M=RB*h3填土自重引起台身的土侧压力ET3.汽车荷载引起的土侧压力Ec图中:Ec------车辆荷载引起的土压力ET------填土荷载引起的土压力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MX=31/2*λ*γ*H3/27*Bλ------土侧压力系数侧土压力系数λ计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.项目φH(m)l0(m)γ(KN/m3)∑G(KN)B(m)h(m)备注系数35.007.113.7019.00840.0025.500.47项目λγ(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项目汽车1.50324.10h3(m)b.等代土层厚度h=∑G/(γ*H*l0)基底弯矩:M=RB*h3等代土层厚度h计算RB=λ*γ*H*h/2X=H/2RB(KN)M(KNm)备注216.07上部梁板重力P=γ*V/2桥面铺装重力P=γ*V/2防撞栏自重P=γ*V/21).汽车冲击系数计算MX=λ*γ*H2*h/8汽车冲击系数的计算,《规范》第4.3.2条填料厚度(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=π/(2*l*l)*[(E*Ic)/mc]1/2汽车荷载引起的台身土侧压力ET1.恒载计算2.活载计算搭板自重P=γ*V/2(二).竖直荷载计算汽车荷载引起的基底土侧压力ETc.土侧压力EC=λ*γ*H*hRA=λ*γ*H*h/2mc=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),项目l(m)Ec(N/m2)b(m)h(m)I(m4)mc(kg/m)f(Hz)μ系数计算15.243.45E+1013.000.450.098715504.592.840.17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支座到台中心端距梁板e1=-0.10m,搭板e2=0.45m台后到为正,台前到为负R1=n*(1+μ)*[Pk*(l0+a)/l0+1/2*qk*(l0+a)*(l0+a)/l0]=1179.82KNM1=R1*e1=-117.98KNmR2=n*(1+μ)*[Pk*(l1+b)/l1+1/2*qk*(l1+b)*(l1+b)/l1]=983.86KNM2=n*(1+μ)*R2*e2=442.74KNm桥跨侧:R1=n*(1+μ)*[Pk*(l0+a)/l0+1/2*qk*(l0+a)*(l0+a)/l0]=1179.82KNM1=R1*e1=-117.98KNmR2=n*(1+μ)*[1/2*qk*(l1+b)*(l1+b)/l1]=89.27KNM2=R2*e2=40.17KNmG------结构跨中处延米结构重力(N/m);2).公路-I级荷载计算(计算以及向台前到为控制设计)当1.5≤f≤14Hz时,μ=0.1767*lnf-0.0157当f14Hz时,μ=0.45汽车冲击系数μ的计算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f1.5Hz时,μ=0.05Ic------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=γ*A/9.81;a.桥跨布载b.搭板布载c.桥跨搭板布载搭板侧:桥跨搭板R=R1+R2=1269.10KN,M=M1+M2=-77.81KNmd.序号Pi(KN)ei(m)Mi(KNm)1.00316.68-0.10-31.672.00166.73-0.10-16.673.0060.00-0.10-6.004.00185.630.4583.535.00160.552.38382.206.00130.340.3646.927.00458.640.000.008.002327.930.000.009.003839.470.000.0010.001572.480.000.0011.004298.280.602578.9712.002018.021.202421.6212.003806.492.89458.3113206.812.89458.3111.00汽车荷载搭板+桥跨1269.10--77.81桥跨1179.82--117.98P(KN)V(KN)M(KNm)P(KN)V(KN)M(KNm)1.003806.490.00458.3113206.810.00458.312.000.002183.92-2986.620.002183.92-3275.883.001269.100.00-77.811269.100.00-77.814.001179.820.00-117.981179.820.00-117.985.000.00216.07-383.840.00216.07-324.10组合I6978.973629.43-4587.1419387.403629.43-4959.006841.493629.43-4649.0119249.923629.43-5020.86组合II4694.852399.99-2874.9516736.542399.99-3104.474314.132399.99-2943.2713714.452399.99-3172.794632.362399.99-2994.7414032.692399.99-3224.254278.422399.99-2959.3413678.742399.99-3188.86组合III5075.582399.99-2989.9614475.912399.99-3219.474986.312399.99-3030.1314386.642399.99-3259.65耳墙自重γ*[hd*Ls+(ls+lx)/2*(hq-hd)]*deγ1*b2*h2*l1台身恒载合计基础自重γ1*(b3*h3/2+（b3-2*c)*h3*l3基底恒载合计1+2+3+4+5+7+9+101+2+3+4+5+6+7+8基础襟边填土自重支撑梁重力γ2*L*[H*c+(H+h3/2)*c]γ*0.4*L0*L/2上部梁板自重反力γ1*b2*h2*l2γ1*b2*x*l211.25*6*0.19*26/20.8*6*25/211.25*0.3*4.4*25/2汽车荷载(单孔)长期效应:(1+2+3+5)台身截面基底截面恒载自重土侧压力荷载项目短期效应:(1+2+4+5)(1+2+3+5)(1+2+4+5)长期效应:(1+2+4+5)γ0*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)组合I(承载能力极限状态)γ0*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)(三).荷载组合计算短期效应:(1+2+3+5)汽车荷载(双孔)桥台顺桥向荷载组合计算组合III(施工阶段应力计算)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1.1*(1+2+3+5)1.1*(1+2+4+4)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*汽车土压序号汽车荷载引起土压力台帽自重搭板自重支反力24.36*26/2台身1自重台身自重背墙自重γ1*b2*h2*l0竖直荷载计算荷载项目桥面铺装自重反力计算式(防撞栏)自重反力台身:C20号砼,fcd=13800KPa,ftd=1390Kpa抗弯主筋选用HRB335钢筋,fsd=280000Kpa截面直径(mm)Ag(cm2)根数nAs(cm2)fsd(Mpa)fcd(Mpa)b(cm)x(cm)1254.90984412.3628013.8025503.282254.90984412.3628013.8025503.28ξb=0.56(C30号砼)截面ξbh(cm)ag(cm)h0(cm)ξb*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是截面fcd(Kpa)b(m)x(m)h0(m)Mu1(KNm)强度合理1.001380025.500.030.9510721.53是2.00138