桥台计算书

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222荷载计算42.1桥台及上部荷载计算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：1.11.1.2规范《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）《公路桥梁设计通用规范》JTGD60-2015（简称《通规》）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2012（简称《预规》）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）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24kN/m3；3）钢筋：采用HRB400，sk400MPaf，5SE2.010MPa；采用HPB300，sk300MPaf，5SE2.110MPa。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β=0。。1.2.2墙后填土参数墙背填土容重γs=19KN/m3,计算内摩擦角Φ=40o。桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,基底摩擦系数μ=0.3,地基容许承载力[σ]=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桥上部反力表2.1上部构造荷载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台后土压力式中：γ——土容重，γ=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；μ——主动土压力系数。θ破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算：式中：——土内摩擦角，=40o；β——填土表面与水平线夹角，β=0o；α——台背与竖直面夹角，α=0o；δ——台背与填土间摩擦，δ=/2=20o；则oooo=++=0+20+40=60，破坏棱体长度tan70.51833.628oHm在o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2280560GKN用库伦土压力公式计算土压力作用点距桥台基底距离c，土压力对桥台基底弯矩当台后无活载时，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、制动力简支板及桥面连续的施工温度为15oC～25oC，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=0.0000151=0.00051；iiKL——桥墩（台）支座顶部集成刚度桥墩（台）距0号台的距离；R——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8211200.0005186.17oPxKcKN按规范JTGD60——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）1628.94—5537.442土压力（台后无活载）1413.66—3298.543温降、砼收缩及徐变影响力+制动力251.17—1758.194砼收缩及徐变影响力38.86—272.035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Ⅰ（1+4+5+6+7）1667.8020679.8934443.059荷载组合Ⅱ（1+3+5+6+7）1880.1120679.8935929.2110仅有恒载（2+4+5+7）1452.5217468.3523629.334地基承载力计算基础底面积A=7.415.73=116.402m2基础底抗力矩基础底应力荷载组合Ⅰ：maxmin20679.8934443.05116.4021433.562P22115.737.4143.5626Wm地基容许承载力400KN/m2荷载组合Ⅱ：maxmin20679.8935929.21116.402143.562P1.25×400=500KN/m2以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，承载力满足要求。5偏心距验算基础底核心半径143.5621.233116.402WmA桥台仅受恒载作用时：023629.331.35317468.35MemN荷载组合Ⅱ：035963.681.73920679.89MemN以上均在规范JTGD63-2007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抗倾覆稳定性验算荷载组合Ⅰ：034477.511.66720679.89MemN荷载组合Ⅱ：035963.681.73920679.89MemN以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。6.2抗滑移稳定性验算式中iP——竖向力总和；ipH——抗滑稳定水平力总和；iaH——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Ⅰ：0.420679.8904.961.31667.8ck荷载组合Ⅱ：0.420679.8904.41.21880.11ck以上均在规范JTGD63-2007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TANΦ=T/AG=10465/47143×1.1=0.202支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ=70×0.202=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TANΦ=T/AG=8208/47143×1.1=0.158支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ=70×0.158=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∑Δ=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。