木葉鄉(xiāng)橋 上承式鋼筋混凝土實(shí)腹拱橋計(jì)算書

1、酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目0木葉鄉(xiāng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)階段 施 工 圖 部 位 拱圈、基礎(chǔ) 審 核 人 校 核 人 計(jì) 算 人 2017 年 11 月酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目1目 錄一、工程概況一、工程概況.1二、計(jì)算內(nèi)容二、計(jì)算內(nèi)容.1三、基本設(shè)計(jì)資料三、基本設(shè)計(jì)資料.1四、地質(zhì)、水文資料四、地質(zhì)、水文資料 .21、 地形地貌.22、 地基巖土的構(gòu)成.23、 地下水.34、 不良地質(zhì)作用 .35、 建議.4五、計(jì)算程序五、計(jì)算程序.5六、說明六、說明 .51、拱圈結(jié)構(gòu)驗(yàn)算.52、地基承載力、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算.11酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置

2、點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目0一、工程概況一、工程概況本橋?yàn)橛详柨h木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置片區(qū)內(nèi)的一座景觀橋，是小區(qū)工程的一部分，主要用于小區(qū)內(nèi)日常通行和消防通行。橋梁基本尺寸和外觀由景觀設(shè)計(jì)人員結(jié)合小區(qū)總體情況進(jìn)行擬定后，我們對(duì)此橋進(jìn)行了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本橋上部構(gòu)造為：跨徑 16m 上承式鋼筋混凝土實(shí)腹拱橋，凈矢高為 3.2m，凈矢跨比采用1/5。拱圈截面高度為 0.6m，橫橋向?qū)挾葹?9m，為實(shí)體矩形現(xiàn)澆混凝土板拱。拱圈與拱腳處為鉸接，為兩鉸拱。拱橋采用填料式拱上建筑，填料為石灰粉煤灰碎石，比例為 6：14：80。為保證橋梁美觀及運(yùn)行的舒適性要求，橋梁不設(shè)置伸縮裝置。 二、計(jì)算內(nèi)容二、計(jì)算內(nèi)容拱圈結(jié)

3、構(gòu)驗(yàn)算，地基承載力、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算，按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)。三、基本設(shè)計(jì)資料三、基本設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)荷載：、設(shè)計(jì)荷載：(1) 永久荷載：恒載：片石混凝土容重 25KN/m3，鋼筋混凝土容重 26KN/m3，人行道石欄桿2.6KN/m，瀝青混凝土鋪裝 24KN/m3?；A(chǔ)變位作用：不均勻沉降 0.01m。(2) 可變荷載：車道荷載：按雙向二車道加載，荷載采用：城市 B 級(jí)，車道荷載見規(guī)范。人群荷載： 3.0kN/m。溫度荷載：根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）取值。(3) 偶然荷載：地震動(dòng)峰值加速度為 0.10g，建筑場地為穩(wěn)定的建筑場地。2、材料性能：、材料性能：（一）、混凝土拱圈

4、采用 C50 混凝土，橋臺(tái)、壓頂梁及橋面鋪裝采用 C30 混凝土。樁基采用水下 C30 混凝土。側(cè)墻采用 M30 漿砌片石。酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目1按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004，結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的最低要求為：普通混凝土構(gòu)件耐久性要求：最大水灰比 0.55，最小水泥用量為 275kg/m3，最大氯離子含量為 0.3%，最大堿含量為 3.0kg/m3?；炷潦蠌?qiáng)度不低于混凝土強(qiáng)度的 2 倍。由于大橋橋址處地下水對(duì)樁基混凝土具有弱腐蝕性，應(yīng)進(jìn)行二級(jí)防護(hù)。樁基混凝土宜采用不低于 42.5 級(jí)硅酸鹽水泥澆筑，最大水灰比 0.5，最小水

5、泥用量 365kg/m3，鋁酸三鈣 C3A8%；最大氯離子含量 0.15，最大堿含量 3.0kg/m3；摻加級(jí)低鈣粉煤灰（Cao10%）,其摻量控制在水泥重量的 10，且凝膠材料總用量不宜大于 400 kg/m3 并添加水泥及粉煤灰總重量 1.0的聚羧酸鹽高效減水劑。（二）、鋼材1、普通鋼筋：鋼筋直徑10mm 者采用 R235 光圓鋼筋，直徑10mm 者采用 HRB335 帶肋鋼筋，其技術(shù)性能應(yīng)分別符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土熱軋光圓鋼筋（GB 1499.1-2008）、鋼筋混凝土熱軋帶肋鋼筋GB1499.2-2007 的規(guī)定。2、普通鋼筋直徑大于等于 25mm 時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械連接。機(jī)

6、械連接必須符合中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ107-2003）鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程中級(jí)接頭要求。級(jí)接頭應(yīng)采用不縮小削弱鋼筋頭母材有效截面的接頭形式，并滿足相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求。3、其它鋼材：除特殊規(guī)定外，其余均采用 Q235B 鋼，其技術(shù)性能必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB700-1998 的規(guī)定。4、橋面防水層：采用剛性防水層。5、材料及工程質(zhì)量應(yīng)符合公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1-2004）、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG T F50-2011）的要求。3、主要規(guī)范：、主要規(guī)范：1.城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（CJJ11-2011）酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目22.

7、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2014）3.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）4.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）5.公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）6.公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則（JTG/T B02-01-2008）7.公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005)四、地質(zhì)、水文資料四、地質(zhì)、水文資料巖土工程勘察報(bào)告（詳勘）。1、 地形地貌地形地貌場地位于酉陽縣木葉鄉(xiāng)，場地屬山區(qū)剝蝕斜坡與沖溝地貌，地貌類型受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造控制明顯。擬建橋梁范圍內(nèi)地面高程為915.60m921.33m。木葉河自南向北流經(jīng)本場地。東西兩

8、岸岸坡坡高約3-4米，坡角50-76；坡頂?shù)匦屋^平坦。2、 地基巖土的構(gòu)成地基巖土的構(gòu)成經(jīng)地表工程地質(zhì)測繪和鉆探揭露，建筑場地地層主要由第四系全新素填土(Q4ml)、沖洪積紅粘土(Q4al+pl)、沖洪積砂土夾碎塊石(Q4al+pl)及三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）灰?guī)r組成?，F(xiàn)將各巖土層工程特征分述如下：（1）素填土：雜色，主要由紅粘土夾灰?guī)r碎塊石等組成。其中：紅粘土呈可塑狀，碎塊石粒徑以500為主，含量約，呈棱角狀。堆土方式隨意，排列雜亂，結(jié)構(gòu)呈松散狀，稍濕，未被污染。據(jù)鉆探揭露，其厚度約為 03.50m(ZK8)。（2）紅粘土：呈黃褐色，主要由紅黏土組成，含少量細(xì)砂粉砂，可塑狀，無搖振反應(yīng)，切

9、面稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，稍濕。厚度約為 1.40(ZK2)11.80m(ZK13)。（3）砂土夾碎塊石：雜色，主要由砂土夾灰?guī)r碎塊石等組成。其中：砂土成散粒狀，碎塊石粒徑以100為主，含量約25，呈棱角狀。堆土方式隨意，排列雜亂，結(jié)構(gòu)呈松散狀，稍濕。分布較少，厚度約為 1.70(ZK4)4.80m(ZK3)。酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目3（4）灰?guī)r：灰白色，細(xì)晶至微晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，主要由碳酸鹽礦物組成，局部可見方解石脈。3、 地下水地下水?dāng)M建場地地層結(jié)構(gòu)由素填土、紅粘土、砂土夾碎塊石和下覆灰?guī)r組成。素填土、砂土夾碎塊石層為透水層；紅粘土為隔水層；灰?guī)r巖體較

10、完整，裂隙不發(fā)育，屬弱透水層。擬建區(qū)內(nèi)主要的地表水為大氣降水和木業(yè)河河水，通過蒸發(fā)及下滲排泄。經(jīng)鉆探及水位觀測可知，勘察期間橋位區(qū)的木葉河岸坡處鉆孔可見地下水。近河地段地下水接受大氣降水補(bǔ)給，排泄到木葉河。木葉河為區(qū)內(nèi)地下水最低侵蝕和排泄基準(zhǔn)面。近河地段的地下水受河水位漲落影響顯著，地下水位直接隨河水位漲落而漲落。本次鉆孔中河兩岸的部分鉆孔可見地下水，勘察期間的地下水位為 914.10-914.56m，與河水位基本一致。根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征，場區(qū)地下水可分為孔隙水、裂隙水。（1）孔隙型上層滯水孔隙水由大氣降雨和木業(yè)河河水補(bǔ)給為主，暫時(shí)性儲(chǔ)存在第四系松散土層中，排泄方式多數(shù)沿

11、基巖面向地勢低洼地帶滲出，少數(shù)進(jìn)入基巖裂隙并沿裂隙滲流至低洼地帶，富水能力受地形地貌以及覆蓋層范圍、厚度、物質(zhì)成分以及透水性能制約，水量大小受季節(jié)、氣候影響大。（2）巖溶裂隙水巖溶裂隙水主要賦存于巖溶裂隙中，一般埋深較大。場區(qū)內(nèi)下伏基巖為單一灰?guī)r，灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化含水能力和透水能力較好，為透水層；灰?guī)r中風(fēng)化含水能力和透水能力較差，為相對(duì)隔水層?？傊瑯蛭粎^(qū)水文地質(zhì)條件中等復(fù)雜。場地及場地周邊沒有污染源，初步判斷場內(nèi)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目44、 不良地質(zhì)作用不良地質(zhì)作用經(jīng)地面調(diào)查，擬建場區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌

12、、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)鉆探資料，擬建場區(qū)內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)軟弱夾層、地下采空區(qū)、地下硐室等。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場區(qū)內(nèi)沒有斷裂構(gòu)造通過。根據(jù)調(diào)查及鉆探，場地巖溶不發(fā)育?，F(xiàn)有的鉆孔均未見溶洞。但由于場地處于灰?guī)r巖溶地區(qū)，存在隱伏巖溶的可能性，建議樁基礎(chǔ)施工前進(jìn)行一樁一孔超前鉆探檢驗(yàn)。同時(shí)對(duì)木業(yè)河兩岸坡調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)岸坡變形坍塌等塌岸跡象。橋梁區(qū)基本為原始地貌，基本無人類工程活動(dòng)。5、 建議建議5.15.1 深基坑開挖與支護(hù)深基坑開挖與支護(hù)基坑開挖和地下室設(shè)計(jì)與施工時(shí)，應(yīng)認(rèn)真做好降水、排水或截水工作。坑內(nèi)采用集水、明溝降排地下水，坑外地表面宜設(shè)置截水溝或低擋墻截?fù)跛?，以防地表水大量流入坑?nèi)，開挖期間嚴(yán)禁

13、在基坑四周可能影響基坑穩(wěn)定的范圍內(nèi)大量堆土和放置重型設(shè)備。基坑開挖和基礎(chǔ)、地下室施工期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)周圍建筑、道路和支擋結(jié)構(gòu)的變形觀測，以便發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。5.25.2 基礎(chǔ)施工基礎(chǔ)施工采用天然地基方案時(shí)，由于層粘土具有弱膨脹潛勢，基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，嚴(yán)禁地基土長時(shí)間積水或曝曬。五、計(jì)算程序五、計(jì)算程序橋梁博士 3.60 版、手算。六、說明六、說明本計(jì)算書給出拱圈結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，地基承載力、基礎(chǔ)性穩(wěn)定驗(yàn)算，均滿足要求。 1、拱圈結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、拱圈結(jié)構(gòu)驗(yàn)算采用橋博3.0計(jì)算內(nèi)力，不考慮拱上建筑的聯(lián)合作用。按兩鉸拱建立模型，劃分單元。計(jì)算模型如下：酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目5 1、

14、截面抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算截面選取主拱圈的拱腳截面、1/4 截面、跨中截面等共計(jì) 3 個(gè)截面。按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004）5.1.4.1 的規(guī)定，驗(yàn)算拱的截面強(qiáng)度。由于截面強(qiáng)度驗(yàn)算與拱的整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗(yàn)算所采用公式相同，只是為考慮長細(xì)比及彎曲系數(shù)的影響，因此，略去該節(jié)，直接驗(yàn)算拱的整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”。2、抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算8.依據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）4.0.13 條的規(guī)定，應(yīng)該按 4.0.13 的公式驗(yàn)算剪力：0 Vd =A*fvd+fNk4 . 11Vd - 剪力設(shè)計(jì)值 A - 受剪截面面積 =12.8*0.4

15、=5.12m2fvd - 抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=2280KN/m2，按3.3.2 等查。fvd - 摩擦系數(shù)，采用 0.7。Nk - 與受剪截面垂直的壓力標(biāo)準(zhǔn)值。 計(jì)算結(jié)果如下表所示：（組合為基本組合，組合為偶然組合）拱腳（節(jié)點(diǎn) 1）荷載組合VdAfvdfNkRn=A*fvd+ 1/1.4*fNk0 Vd 是否滿足組合Max20605.1222800.7571014528.62060滿足酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目6Min29.65.1222800.7580014573.629.6滿足Max8625.1222800.7477014058.6862滿足組合Min8625.1222

16、800.7477014058.6862滿足荷載組合1/4 截面（節(jié)點(diǎn) 8）Max7265.1222800.7328013313.6726滿足組合Min-4555.1222800.7289013118.6455滿足Max1155.1222800.7262012983.6115滿足組合Min1155.1222800.7262012983.6115滿足荷載組合跨中截面（節(jié)點(diǎn) 15）Max5535.1222800.7413013738.6553滿足組合Min-3565.1222800.7265012998.6356滿足Max685.1222800.7242012883.668滿足組合Min685.12

17、22800.7242012883.668滿足3、拱的整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗(yàn)算按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004）5.1.4.1 的規(guī)定，驗(yàn)算拱的整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定” 。1）、依據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D61-20054.0.8 條，受壓承載力應(yīng)按下列公式就算：0Nd=fcdAc0- 結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，見 4.0.4。Nd - 軸力設(shè)計(jì)值，Nd = （見 5.1.4 條）。mdHcos- 彎曲平面內(nèi)軸心受壓構(gòu)件彎曲系數(shù)，按表 4.0.8 選用，計(jì)算時(shí) L0按 5.1.4 條，兩鉸拱 L0=0.36s?；炷凉皹蚪孛鎻?qiáng)度計(jì)算時(shí)可取為 1.0 。Ac - 混凝土

18、受壓區(qū)面積。fcd - 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2）、本橋截面為矩形，按照按公式 4.0.8-3 計(jì)算0 Nd = fcd b (h-2e)酉陽縣木葉鄉(xiāng)易地扶貧搬遷集中安置點(diǎn)連接橋梁建設(shè)項(xiàng)目7 h-矩形截面高度 b-矩形截面寬度 e-軸向力的偏心距L0/h=0.36s/h=0.36*16.355/0.4=14.72，按照表 4.0.8 內(nèi)插求得 =0.983）、按照 4.0.9 條規(guī)定，受壓構(gòu)件偏心距限值應(yīng)滿足： 基本組合： e = 0.6s = 0.6*h/2 = 0.6*0.4/2 = 0.12m偶然組合： e = 0.7s = 0.7*h/2 = 0.7*0.4/2 = 0.14m對(duì)于偏心距不超限的截面的計(jì)算結(jié)果見下表。截面抗力計(jì)算表拱腳（節(jié)點(diǎn) 1）荷載組合M(kN.m)N(KN)e=M/N偏心距限值 e0Ac=b*(h-2e)fcdRn=*fcd*b*(h-2e)0Nd是否滿足Max56257100.194 0.12偏心超限按 4.0.10 計(jì)算組合Min-48561200.461 0.12偏心超限按 4.0.10 計(jì)算Max-13647700.209 0.14偏心超限按 4.0.10 計(jì)算組合Min-14847700.209 0.