2018版薄壁桥台计算

(一)设计资料1、总体情况结构重要性系数γ0=1.1桥梁计算跨径l=13m环境类别二类2、地震资料桥梁抗震设防类别:B类地震动峰值加速度A=0.10gξ=0.053、汽车荷载汽车荷载等级:公路一级汽车荷载提高或折减系数1行驶方向:双向行驶设计车道数1车道折减系数1桥台传递的制动力比例0.54、上部构造一孔上部结构重力541kN上部结构混凝土强度等级C50上部结构跨中处延米结构重力G=13000kN/m上部结构跨中截面惯矩Ic=0.01m45、桥台尺寸桥梁斜度7°桥台正宽度4m桥台斜宽度4.040m背墙高度1.05m背墙顶宽度0.4m置搭板背墙高0.26m置搭板背墙宽0.3m台帽高度0.6m台帽宽度1.6m台帽支撑宽度1.2m台帽前缘帽檐0.15m台身高度4.5m台身厚度0.9m请各位朋友指点更正K0+246加宽桥桩基薄壁桥台计算-18版规范古塘坳1号桥阻尼比-1-承台高度2.5m承台顺桥向宽度2.5m台身前缘与承台前缘垂直距离0.7m桥台桩基个数n桩=1桥台桩径d=1.5m桥台桩长10m桩基类型嵌岩桩6、桥头搭板搭板长度6m搭板宽度3.5m搭板厚度0.4m7、支座数据支座中心与背墙前缘线正距离0.44m支座种类：板式橡胶支座(与混凝土接触)支座摩擦系数μ=0.3支座+垫石高度0.3m8、地基及填土桥梁工程场地类别Ⅱ类场地地基土的比例系数m=30000kN/m4台后土的重力密度γ=19kN/m3台后土的内摩擦角φ=35°9、建筑材料桥台混凝土的重力密度25kN/m3台身混凝土强度等级C30台身主筋种类HPB400台身主筋直径25mm台身主筋中心至混凝土表面的距离0.06m桩基混凝土强度等级C30桩基主筋种类HPB400桩基主筋直径25mm桩基主筋中心至混凝土表面的距离0.075m10、其他计算数据是否考虑支撑梁作用考虑构件计算长度系数(台身)2.0构件计算长度系数(桩基)0.511、技术标准与设计规范-2-1)中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2015)2)中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362—2018)3)中华人民共和国行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)4)中华人民共和国行业推荐性标准《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01—2008)(二)竖向恒载计算1、恒载重力计算1)上部构造恒载反力竖向力P1=541kN对台身中心偏心距e1=-0.16m对承台中心偏心距e1'=-0.06m2)桥台背墙重+耳墙竖向力P2=62.5+85.0=147.5kN对台身中心偏心距e2=-0.7m，-2m对承台中心偏心距e2'=-0.7m，-2m3)桥台台帽重竖向力P3=97.0kN对台身中心偏心距e3=-0.2m对承台中心偏心距e3'=-0.1m4)桥台台身重竖向力P4=409.1kN对承台中心偏心距e4=0m5)桥台承台重竖向力P5=156.3kN6)承台上土重竖向力P6=310.9+241.8=552.672kN对承台中心偏心距e6=-0.625m，0.625m7)桥头搭板反力按跨径为搭板长度的0.7倍的简支梁计算竖向力P7=210.0kN对台身中心偏心距e7=-0.7m对承台中心偏心距e7'=-0.7m2、恒载对各截面所产生的垂直力及弯矩1)对台身底截面竖向力PⅠ恒=P1+P2+P3+P4+P7=1404.5kN弯矩MⅠ恒=P1e1+P2e2+P3e3+P7e7=-466.7kN·m-3-2)对承台底截面竖向力PⅡ恒=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7=2113.4kN弯矩MⅡ恒=P1e1'+P2e2'+P3e3'P4e4+P6e6+P7e7'=-509.9kN·m(三)水平土压力计算1、台后填土自重引起的土压力土的内摩擦角φ=35°桥台与竖直面的夹角α=0°填土表面与水平面的夹角β=0°台背与填土间的摩擦角δ=φ/2=17.5°主动土压力系数μ==0.2461主动土压力标准值E=BμγH2/2土的重力密度γ=19kN/m3桥台的计算宽度B=4.040m①对台身底截面计算土层高度H1=6.15m主动土压力E1=357.3kN自计算土层底面算起土压力的着力点C1=H1/3=2.050m弯矩MEⅠ=E1C1=732.4kN·m②对承台底截面计算土层高度H2=H1=6.15m主动土压力E2=E1=357.3kN自计算截面算起土压力的着力点C2=C1+2.5=4.550m弯矩MEⅡ=E2C2=1625.6kN·m2、汽车荷载引起的土压力桥台与竖直面的夹角α=0°土的内摩擦角φ=35°台背与填土间的摩擦角δ=φ/2=17.5°ω=α+δ+φ=52.5°破坏棱体破裂面与竖直线间夹角θtanθ==0.5835填土高度H=6.15m破坏棱体长度l0=H(tanα+tanθ)=3.868m破棱体上作用轴数2轴车道系数1车轮的总重力∑G=560.0kN见墩台与基础118页222coscossinsin1coscoscosβαδαβφδφδαααφαωωφωtantantancottan-4-桥台横向全宽B=4.040m土的重力密度γ=19.0kN/m3车辆荷载等代均布土层厚度h=∑G/(Bl0γ)=1.886m主动土压力系数μ=0.2461主动土压力标准值E=BμγHh=35.6kn①对台身底截面计算土层高度H1=6.15m汽车引起的主动土压力E1'=35.6kN自计算土层底面算起土压力的着力点C1'=H1/2=3.075m弯矩MeⅠ'=E1'C1'=109.6kN·m②对承台底截面计算土层高度H2=H1=6.15m汽车引起的主动土压力E2'=E1'=35.6kN自计算截面算起土压力的着力点C2'=C1'+2.5=5.575m弯矩MeⅡ'=E2'C2'=198.6kN·m(四)汽车荷载计算1、汽车荷载反力计算车道荷载的均布荷载标准值qK=10.5kN/m车道荷载的集中荷载标准值PK=286.0kN车道系数1桥梁计算跨径l=13m汽车荷载反力P汽=(qKl/2+1.2PK)*车道系数=411.5kN对台身中心偏心距e1=-0.16m对承台中心偏心距e1'=-0.06m汽车荷载对台身底截面产生的弯矩MⅠ汽=-65.8kN·m汽车荷载对承台底截面产生的弯矩MⅡ汽=-24.7kN·m2、汽车冲击力计算上部结构跨中处的单位长度质量mc=G/g=1326.5kg/m上部结构混凝土的弹性模量Ec=3.45E+10N/m2上部结构跨中截面惯矩Ic=0.01m4桥梁计算跨径l=13m结构基频f==4.74Hz冲击系数当f＜1.5Hz，μ=0.05cccmIEl22π-5-当1.5Hz≤f≤14Hz，μ=0.1767lnf-0.0157当f＞14Hz，μ=0.45μ=0.260汽车冲击力P冲=μP汽=107.0kN汽车冲击力对台身底截面产生的弯矩MⅠ冲=-17.1kN·m汽车冲击力对承台底截面产生的弯矩MⅡ冲=-6.4kN·m(五)汽车荷载制动力、支座摩阻力计算1、汽车荷载制动力计算车道荷载的均布荷载标准值qK=10.5kN/m车道荷载的集中荷载标准值PK=286.0kN一个设计车道总重力的10%42.3kN165kN一个设计车道的制动力标准值165.0kN同向行驶车道系数1多车道的制动力T=165.0kN桥台支座传递的制动力T'=0.5T=82.5kN2、支座摩阻力计算支座摩擦阻系数μ=0.30上部构造恒载反力W=541kN支座摩阻力标准值F=μW=162.3kN3、制动力或摩阻力对各截面所产生的弯矩计算根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2015)第4.3.6条，支座传递的制动力不应大于其摩阻力。纵向水平力取“汽车制动力”与“支座摩阻力”小的值计算。H=162.3kN①对台身底截面制动力的着力点距计算截面5.1m弯矩MT1=827.7kN·m②对承台底截面制动力的着力点距计算截面7.6m弯矩MT2=1233.5kN·m(六)地震水平力计算1、地震主动土压力计算(E1地震作用)根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01—2008)第5.5.2条-6-地震时作用于台背的主动土压力Eea=γBH2KA(1+3CiAtanφ/g)/2其中：土的重度γ=19kN/m3桥台横向宽度B=4.040m台背土的内摩擦角φ=35°台背的主动土压力系数KA=cos2φ/(1+sinφ)2=0.2710抗震重要性系数(E1地震作用)Ci=0.43水平向设计基本地震动加速度峰值A=0.10g①对台身底截面计算土层高度H1=6.15m主动土压力Eea1=397.0kN作用点距计算土层底面Cea1=0.4H1=2.460m弯矩Mea1=Eea1Cea1=976.6kN·m②对承台截面计算土层高度H2=H1=6.15m主动土压力Eea2=Eea1=397.0kN作用点距计算土层底面Cea2=Cea1+2.5=8.650m弯矩Mea2=Eea2Cea2=3434.1kN·m2、桥台的水平地震力计算(E1地震作用)1)水平地震力计算根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01—2008)第6.9.1条桥台的水平地震力Ehau=CiCsCdAGau/g其中：水平向设计基本地震动加速度峰值A=0.10g抗震重要性系数(E1地震作用)Ci=0.43场地系数Cs=1.0阻尼调整系数Cd=1.0①上部结构根据《公路桥梁抗震设计细则》第6.9.1条，设有固定支座的梁桥桥台，应计入由上部结构所产生的水平地震力。一孔上部结构重力2P1=1082.0kN水平地震力Ehau1=4.7kN对台身底截面偏心距e1Ⅰ=5.100m对承台底截面偏心距e1Ⅱ=7.600m②桥台背墙+耳墙背墙重力P2=62.5+85.0+147.5kN-7-水平地震力Ehau2=0.3+0.4=0.6kN对台身底截面偏心距e2Ⅰ=5.500m，5.800m对承台底截面偏心距e2Ⅱ=8.000m，8.300m③桥台台帽背墙重力P3=97.0kN水平地震力Ehau3=0.4kN对台身底截面偏心距e3Ⅰ=4.800m对承台底截面偏心距e3Ⅱ=7.300m④桥台台身重台身重力P4=409.1kN水平地震力Ehau4=1.8kN对台身底截面偏心距e4Ⅰ=2.250m对承台底截面偏心距e4Ⅱ=4.750m⑤桥头搭板搭板力P5=210.0kN水平地震力Ehau5=0.9kN对台身底截面偏心距e5Ⅰ=6.150m对承台底截面偏心距e5Ⅱ=8.650m2)地震对各截面所产生的水平力及弯矩①对台身底截面水平力EhauⅠ=Ehau1+Ehau2+Ehau3+Ehau4+Ehau5=8.5kN弯矩MhauⅠ=Ehau1e1Ⅰ+Ehau2e2Ⅰ+Ehau3e3Ⅰ+Ehau4e4Ⅰ+Ehau5e5Ⅰ=39.6②对承台底截面水平力EhauⅡ=Ehau1+Ehau2+Ehau3+Ehau4+Ehau5=8.5kN弯矩MhauⅡ=Ehau1e1Ⅱ+Ehau2e2Ⅱ+Ehau3e3Ⅱ+Ehau4e4Ⅱ+Ehau5e5Ⅱ=61.0(七)内力汇总及组合表1、对台身底截面竖向力水平力P(kN)H(kN)11404.52357.33411.54107.0535.6序号项目台身底截面永久作用结构重力土侧压力可变作用汽车荷载汽车冲击力汽车引起的土侧压力-8-6162.37397.088.5Ⅰ2652.3550.2Ⅰ'2343.3550.2Ⅱ1854.0605.1Ⅱ'1545.0605.1Ⅲ2652.3591.4Ⅲ'2343.3591.4Ⅳ2652.3778.8Ⅳ'2343.3778.8地震组合Ⅵ1404.5405.5Ⅰ1692.5357.3Ⅱ1404.5555.2Ⅲ1692.5555.2Ⅰ1569.1357.3Ⅱ1404.5555.2Ⅲ1569.1555.22、对承台底截面竖向力水平力P(kN)H(kN)12113.42357.33411.54107.0535.66162.373