2019桥涵新规范U型桥台计算书

校核者：计算者：计算日期：U型桥台计算书2019年5月28日计算模型示意一、计算资料（一）结构尺寸基底标高H1=最低水位H2=洪水水位H3=河床标高H4=前墙背坡度m=翼墙背坡度m=桥台宽度W0=翼墙顶宽W1=内空顶宽W2=侧襟边宽W3=翼墙底宽W4=内空底宽W5=基础宽度W=0.00°（假想台背铅直）33.69°35.00°0.00°（二）墙后填土参数19.00KN/m³9.00KN/m³30.00°15.00°（取δ=1/2×Φ）18.00KN/m³（三）墙体与地基参数25.00KN/m³15.00KN/m³0.35240KPa（四）计算荷载7.800KN/m²2000.00KN800.00KNU型桥台计算书1.000m1.870m4.270m10.000m(横桥方向)3873.226m3875.000m3876.630m3875.926m7.000m3.850m1.000m2.390m4.000m4.000m8.000m0.500m6.950m(顺桥方向)0.650m桥台总高H=雉墙高度h0=胸墙高度h1=基础厚度h2=5.600m1.850m4.100m1.500m基础墙趾扩散角=tg-1(B1/h2)=台后填土与水平面夹角β=上部结构反力——活载P2=前墙高度h3=反力位置b0=台帽宽度b1=雉墙顶宽b2=5.880m0.500m1.000m翼墙长度b3=前襟边宽B1=前墙底宽B2=后踵宽度B3=基础长度B=假想台背与铅直面夹角α=1.000m基底摩擦系数μ=墙背填土容重γs=墙背填土浮容重γsw=计算内摩擦角Φ=填土与假想台背间摩擦角δ=满足要求。地基容许承载力[σ]=台后荷载q=上部结构反力——恒载P1=＜墙体最大刚性角=襟边填土容重γ1=桥台砌体容重γk=桥台砌体浮容重γkw=二、荷载计算（一）桥台及上部结构的荷载计算1、桥上活载反力编号项目名称铅垂力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）1梁活载反力800.001.97515802、不考滤浮力时自重恒载计算编号项目名称铅垂力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）2基础2606.250.0000.003台身外矩形3986.64-1.780-7096.224台帽上缺口-370.001.975-730.755斜边上土重-283.29-1.525432.026B3上土重-198.80-2.975591.447侧襟边上土重300.240.0000.008前襟边上土重172.802.975514.089梁恒载反力2000.001.9753950.008213.83-2339.433、浮力（洪水位时）计算水位：3876.630m编号项目名称铅垂力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）10基础浮力-1042.500.0000.0011台身浮力-516.3648-1.780919.1312侧襟边上土重-166.800.0000.0013前襟边上土重-96.002.975-285.60-1821.66633.534、浮力（最低水位时）计算水位：3875.000m编号项目名称铅垂力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）14基础浮力-1042.500.0000.0015台身浮力-74.31-1.780132.2716侧襟边上土重0.000.0000.0017前襟边上土重0.002.9750.00-1116.81132.27P2小计计算式B×W×h2×γk（B2+B3）×W0×h3×γk-b1×W0×h0×γk-1/2×（b3-B3）×h3×（W2+W5）/2×（γk-γs）-B3×h3×（W2+W5）/2×（γk-γs）2×W3×B×(土厚)×γ1-(B2+B3)×W0×台身水淹高度×10.0-2×W3×B×水淹土厚×10.0-B1×W0×B×水淹土厚×10.0P1计算式-(B×W×基础水淹高度）×10.0-(B2+B3)×W0×台身水淹高度×10.0小计B1×W0×(土厚)×γ1计算式小计-2×W3×B×水淹土厚×10.0-B1×W0×B×水淹土厚×10.0计算式-(B×W×基础水淹高度）×10.0（二）台背土压力计算1、求破裂角θ假设破裂面交于荷载内，采用相应的公式计算：45.00°A=-tgα=0.0000.6529得θ=33.14°2、计算破裂面交于台后路面的长度L=H×tgθ=3.656m0.411m3、主动土压力系数用库仑土压力公式计算0.3014φαδβcos(φ-α)cosα30.00°0.00°15.00°0.00°0.8661.000cos(α+δ)sin(φ+δ)sin(φ-β)cos(α-β)0.9660.7070.5001.0004、各深度位置的土压力强a）洪水位时计算水位：3876.630mb）最低水位时计算水位：3875.000m5、桥台后填土自重引起的主动土压力1）洪水位时编号水平分力F（KN）铅垂分力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）1P1x=1/2*(E1-E0)*ha*W0*cos(α+δ)106.714.136441.342P1y=1/2*(E1-E0)*ha*W0*sin(α+δ)28.59-3.475-99.363P2x=(E1-E0)*hb*W0*cos(α+δ)330.811.702563.044P2y=(E1-E0)*hb*W0*sin(α+δ)88.64-3.475-308.025P3x=1/2*(E2-E1)*hb*W0*cos(α+δ)121.451.135137.806P3y=1/2*(E2-E1)*hb*W0*sin(α+δ)32.54-3.475-113.08558.96149.77621.71计算荷载换算为均布土层，其厚度hq=q/γs=K0.301424.262KN/m²E0=K×hq×γs=E2=E1+K×γw×hb=2.351KN/m²14.927KN/m²24.162KN/m²小计E2=E1+K×γw×hb=29.075KN/m²计算式E0=K×hq×γ=2.351KN/m²E1=E0+K×γ×ha=E1=E0+K×γs×ha=)()(Atgtgctgtgtg222))cos()cos()sin()sin(1()cos(cos)(cosK2）最低水位时编号水平分力F（KN）铅垂分力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）1P1x=1/2*(E1-E0)*ha*W0*cos(α+δ)323.903.049987.692P1y=1/2*(E1-E0)*ha*W0*sin(α+δ)86.79-3.475-301.593P2x=(E1-E0)*hb*W0*cos(α+δ)300.370.887266.434P2y=(E1-E0)*hb*W0*sin(α+δ)80.48-3.475-279.685P3x=1/2*(E2-E1)*hb*W0*cos(α+δ)32.990.59119.516P3y=1/2*(E2-E1)*hb*W0*sin(α+δ)8.84-3.475-30.71657.26176.11661.636、桥台后活荷载引起的土压力（洪水水位时与最低水位时活载引起的土压力相同）编号水平分力F（KN）铅垂分力N（KN）对基底中心距离（m）弯矩M（KN.m）1101.742.800284.87227.26-3.475-94.73101.7427.26190.14（三）作用力汇总水平力F（KN）铅垂力N（KN）弯矩M（KN.m）水平力N（KN）铅垂力N（KN）弯矩M（KN.m）1558.96149.77621.71657.26176.11661.638213.83-2339.438213.83-2339.43-1821.66633.53-1116.81132.272800.001580.00800.001580101.7427.26190.14101.7427.26190.14660.707369.20685.95758.998100.40224.61三、偏心距验算1）洪水位时e0=M/N=0.093m0.75ρ=0.75B/6=0.869m2）最低水位时e0=M/N=0.028m0.75ρ=0.75B/6=0.869m合计洪水水位时最低水位时浮力小计桥台后活载反力编号名称台后土引起的土压力桥台自重小计P0x=E0*H*W0*cos(α+δ)P0y=E0*H*sin(α+δ)恒载活载桥上活载反力计算式e0＜0.75B/6OKe0＜0.75B/6OK计算式四、地基承载力验算1）洪水位时σmax=N/A+M/W=111.95KPa＜[σ]=240KPaσmin=N/A+M/W=100.11KPa＜[σ]=240KPa2）最低水位时σmax=N/A+M/W=118.49KPa＜[σ]=240KPaσmin=N/A+M/W=114.61KPa＜[σ]=240KPa五、抗滑稳定性验算1）洪水位时Ks=μ*N/F=3.904＞[Ks]=1.32）最低水位时Ks=μ*N/F=3.735＞[Ks]=1.3六、抗倾覆稳定性验算1）洪水位时K0=N*y/M=y/e0=B/(2*e0)=37.332＞[K0]=1.52）最低水位时K0=N*y/M=y/e0=B/(2*e0)=125.323＞[K0]=1.5七、验算结果汇总计算值容许值计算值容许值1偏心距验算e0（m）0.090.8690.030.869基底应力σmax（KN/m²）111.95118.49基底应力σmin（KN/m²）100.11114.613抗滑稳定系数Ks3.901.33.741.34抗倾覆稳定系数K037.331.5125.321.5240240最低水位时编号2名称洪水位时OKOKOKOKOKOKOKOK