某大橋橋墩基礎(chǔ)計(jì)算書

某高速公路特大橋的橋墩根底一.蓋梁設(shè)計(jì)1.荷載計(jì)算〔1〕.上部結(jié)構(gòu)永久荷載上部結(jié)構(gòu)永久荷載每片邊梁自重〔kN/m〕每片中梁自重〔kN/m〕一孔上部構(gòu)造自重〔kN〕每一個(gè)支座恒載反力〔kN〕1、5號(hào)2、3、4號(hào)56.4858.848672.82邊梁1、5中梁2、3、4411.74428.94〔2〕.蓋梁自重及作用效應(yīng)計(jì)算蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩剪力效應(yīng)計(jì)算表截面編號(hào)自重〔〕彎矩〔〕剪力〔〕1-1-61.11-61.112-2-131-1313-3-3024054-43243245-500〔3)可變荷載計(jì)算1〕可變荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算：荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠杠法，非對(duì)稱布置時(shí)用修正偏心壓力法①公路Ⅱ—級(jí)a．單列車對(duì)稱布置時(shí)，如下列圖所示b．雙列車，對(duì)稱布置時(shí)：c．三列車，對(duì)稱布置時(shí)：d．四列車，對(duì)稱布置時(shí)：e．五列車，對(duì)稱布置時(shí)：當(dāng)進(jìn)行非對(duì)稱布載時(shí)，用偏心壓力法計(jì)算荷載的橫向分布系數(shù)，具體計(jì)算可見上部結(jié)構(gòu)荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算，將各分布系數(shù)列于下表中：偏心壓力法計(jì)算的荷載橫向分布系數(shù)梁號(hào)單列車雙列車三列車四列車五列車10.35590.63570.52460.64790.611020.27800.51790.56140.59190.605630.20.40.46800.53600.640.27800.51790.56140.59190.605650.35590.63570.52460.64790.6110②人群荷載a．兩側(cè)有人群時(shí)單車有人群時(shí)，有前面計(jì)算可知〔2〕按順橋向可變荷載移動(dòng)情況，求的支座可變荷載反力的最大值①公路—Ⅱ：車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：?jiǎn)慰撞驾d時(shí)雙孔布載時(shí)②人群荷載人群荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值單孔滿載時(shí)雙孔滿載時(shí)〔3〕可變荷載橫向分布系數(shù)后各梁支點(diǎn)反力〔計(jì)算的一般公式為〕具體計(jì)算見下表：各梁支點(diǎn)反力計(jì)算表荷載橫向分布情況公路—Ⅱ級(jí)荷載〔〕人群荷載〔〕計(jì)算方法荷載布置橫向分布系數(shù)單孔雙孔單孔雙孔對(duì)稱布置按杠桿原理法計(jì)算單列行車公路—Ⅱ級(jí)322.3437.165.6131.2雙列行車公路—Ⅱ級(jí)三列行車公路—Ⅱ級(jí)四列行車公路—Ⅱ級(jí)五列行車公路—Ⅱ級(jí)人群荷載非對(duì)稱布置按修正偏心壓力法計(jì)算單列行車公路—Ⅱ級(jí)雙列行車公路—Ⅱ級(jí)三列行車公路—Ⅱ級(jí)四列行車公路—Ⅱ級(jí)五列行車公路—Ⅱ級(jí)人群荷載〔5〕各梁永久荷載、可變荷載反力組合具體計(jì)算見下表，表中均取用各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)由前面計(jì)算可知。故；個(gè)梁永久荷載，可變荷載根本組合計(jì)算表編號(hào)荷載情況1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁4號(hào)梁5號(hào)梁①恒載1646.961715.771715.771715.771646.96②公路—Ⅱ級(jí)五列對(duì)稱240.70368.46363.91368.46240.70③公路—Ⅱ級(jí)五列非對(duì)稱325.46322.59319.60322.59325.46④人群對(duì)稱178.59-47.370.00-47.37178.59⑤人群非對(duì)稱53.6339.9426.2439.9453.63⑥1.2×①+1.4×②+1.4×0.8×④2513.352521.712568.402521.712513.35⑦1.2×①+1.4×②+1.4×0.8×⑤2373.402619.502597.792619.502373.40⑧1.2×①+1.4×③+1.4×0.8×④2632.022457.502506.362457.502632.02⑨1.2×①+1.4×③+1.4×0.8×⑤2492.062555.282535.752555.282492.064.雙柱反力的計(jì)算雙柱反力計(jì)算表荷載組合情況計(jì)算式反力組合⑥公路—Ⅱ級(jí)五列對(duì)稱人群對(duì)稱5608.69組合⑦公路—Ⅱ級(jí)五列對(duì)稱人群非對(duì)稱6291.80組合⑧公路—Ⅱ級(jí)五列非對(duì)稱人群對(duì)稱6342.70組合⑨公路—Ⅱ級(jí)五列非對(duì)稱人群非對(duì)稱6315.22由上表可知，荷載組合⑦的反力最大，即以〔公路—Ⅱ級(jí)四列對(duì)稱與人群非對(duì)稱〕作為控制設(shè)計(jì)，此時(shí)，二．內(nèi)力計(jì)算1.恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力〔1〕彎矩計(jì)算截面位置見下列圖所示，為求得最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取用非對(duì)稱布置時(shí)的數(shù)值，跨中彎矩取用對(duì)稱布置時(shí)的數(shù)值按圖中給出的截面位置，各截面彎矩計(jì)算式為各種荷載組合作用下各截面額的彎矩計(jì)算見下表，表中的內(nèi)力計(jì)算未考慮施工荷載的影響。各截面彎矩計(jì)算表荷載組合情況墩柱反力反力各截面彎矩截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5組合⑥公路—Ⅱ級(jí)四列對(duì)稱人群對(duì)稱6319.262513.352521.71-2010.68-6786.05-3360.731262.39組合⑦公路—Ⅱ級(jí)四列對(duì)稱人群非對(duì)稱6307.132373.402619.50-1898.72-6408..18-2881.621794.42組合⑧公路—Ⅱ級(jí)四列非對(duì)稱人群對(duì)稱6342.702632.022457.50-2105.62-7106.45-3766.84744.61組合⑨公路—Ⅱ級(jí)四列非對(duì)稱人群非對(duì)稱6315.222492.062555.28-1993.65-6728.56-3287.721276.65〔2〕相應(yīng)于最大彎矩時(shí)的剪力計(jì)算一般計(jì)算公式為截面1-1：截面2-2：截面3-3：截面4-4：截面5-5：各截面剪力計(jì)算表荷載組合情況墩柱反力反力各截面彎矩截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5組合⑥公路—Ⅱ級(jí)四列對(duì)稱人群對(duì)稱6319.262513.352521.712568.40-2513.35-2513.35-2513.353805.913805.911284.21284.2-1284.2組合⑦公路—Ⅱ級(jí)四列對(duì)稱人群非對(duì)稱6291.802373.402619.502597.79-2373.4-2373.4-2373.43933.733933.731314.231314.23-1283.56組合⑧公路—Ⅱ級(jí)四列非對(duì)稱人群對(duì)稱6342.72632.022457.502506.36-2632.02-2632.02-2632.023710.683710.681253.181253.18-1253.18組合⑨公路—Ⅱ級(jí)四列非對(duì)稱人群非對(duì)稱6315.222492.062555.282535.752492.062492.062492.063838.493838.491285.211285.21-1285.212.該梁內(nèi)力匯總各截面的內(nèi)力均取用上表中的最大值，由此可繪制內(nèi)力計(jì)算的包絡(luò)圖。蓋梁內(nèi)力匯總表截截面內(nèi)力1-12-23-34-45-5彎矩-28.07-102.6-504.45-171.9385.50-2105.62-7106.45-3766.841863.41-28.07-2208.22-7610.9-3938.742248.91剪力左-67.11-131-317292.50右-67.11-131369292.50左0-2632.02-2632.023933.731314.23右2632.02-2632.023933.731314.23-1284.2左-67.11-2763.02-2934.024257.731314.23右-2699.13-2763.024338.731638.23-1284.2設(shè)計(jì)荷載計(jì)算校核依據(jù)根底地面以上的荷載計(jì)算按以下數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)荷載汽車Ⅰ級(jí)，確定橋面荷載。橋面結(jié)構(gòu)橋面采用雙向行車別離結(jié)構(gòu)。具體不支持存參照附圖，詳細(xì)尺寸結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，計(jì)算橋面自重參考尺寸：橋長(zhǎng)18孔×30米，包括橋臺(tái)耳長(zhǎng)546.96米。橋面梁采用4孔一聯(lián)、兩個(gè)54孔一聯(lián)。4孔一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁。梁截面T型梁,橫截面每半邊布置5片梁，主梁間距2.6米；等高度梁，梁高1.9米，每個(gè)4.86米設(shè)橫隔梁一道。具體尺寸可以擬定自重自由假定簡(jiǎn)化計(jì)算。墩、臺(tái)根底混凝土為25級(jí)。墩、臺(tái)自重的計(jì)算可以考慮雙柱式，整體式任選?；炷寥葜劁摬蘑?、Ⅱ級(jí)。工程地址情況根本情況表述如下：橋位處于河谷“U”字形地域，具有較強(qiáng)的側(cè)向侵蝕作用，因水庫的攔蓄作用，河漫灘出現(xiàn)谷坡一般高于河底2－4米，成細(xì)波沿橋軸線鋸齒狀分布。路基土平均容重19.0，C＝0KPa＝;地基土層計(jì)算依據(jù)處理可選方案：具體選定位置時(shí)可參考附圖中地層示意圖自選。除表土外，典型土層可以分三層：=1\*GB2⑴中〔細(xì)、粗〕7砂混卵石層，厚度0.7－6.1米，容重18.5,TK＝200Kpa;中密。=2\*GB2⑵亞黏土層，厚度7.4－16.1米，容重19.0，fk=300Kpa,C=80Kpa,＝=3\*GB2⑶砂礫層，厚度6.0米以上，容重18.5，fk=350Kpa,C=0Kpa,＝。中密。2、簡(jiǎn)化可選地基參考土層見任務(wù)書計(jì)算書1、橋墩及上部荷載計(jì)算瀝青層取9cm面層，重度21；混凝土墊層取15cm，重度25橋面自重：0.09×13×30×21+0.15×13×25×30=2199.6KN截面T形梁自重(5片梁)：5×〔0.3×2.6＋〔1.9－0.3〕×0.4〕×30×25=2199.6KN墩帽自重：1.5×13×2×25＝975KN橋墩自重〔2根〕：2×π×(0.7×0.7)×25×12＝923.6KN總自重：G=5325+2199.6+975+923.6=9423.2KN汽車荷載作用在地表的特征值為：豎向力：＝9423.2+8000=17423.2KN水平力：H=1200KN彎矩：M＝10002、樁基持力層、樁型和承臺(tái)埋深選擇第4層土——碎石土層是理想的持力層。樁尖進(jìn)入持力層深度為一米，工程樁的入土深度為22.1米?？紤]到承臺(tái)深度，取為1.5米，承臺(tái)埋深2.1米，故樁基的有效樁長(zhǎng)為20米。選取打入樁，樁的截面尺寸為500mm×500mm。3、確定單樁豎向承載力單樁承載力特征值為：==8700×0.5×0.5+4×0.5×(36×2.2×0.8+3×83+15.9×1.1×84)=5738KN4、樁的數(shù)量及平面布置考慮到承臺(tái)與地表的距離為2.1-1.5=0.6m，那么總的豎向力為：=17423.2+0.6×π×0.7×0.7×25×2=17423.2+46.2=17469.4KN樁數(shù)：n=1.65/Ra=1.65×17469.4/5738=5.02，故暫取為6根。5、初選承臺(tái)尺寸取承臺(tái)長(zhǎng)邊：a=2×5+2×1=12m承臺(tái)短邊：b=2×1.5+2×1=5m暫取承臺(tái)埋深為2.1m，承臺(tái)高為1.5m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層70mm，那么承臺(tái)有效高度為：=1.5-0.07=1.43m=1430mm。6、計(jì)算樁頂荷載取作用于樁頂?shù)乃搅?1200KN；彎矩為=1200×2.1+1000=2520+1200=3720。取承臺(tái)及以上土的平均重度為：。那么承臺(tái)自重為：=AD=20×12×5×2.1=2520KN根底總重為：+=2520+17469.4=19989.4KN〔1〕樁頂平均豎向力作用下：=19989.4/6=3331.5KN<=5738KN偏心豎向力作用下：==3331.5276=(2)單樁水平承載力設(shè)計(jì)值：=1200/6=200KN用m值法求水平承載力特征值：m＝樁的計(jì)算寬度＝1.5b＋0.5＝1.5×0.5+0.5＝1.25mEI＝0.85=0.85×樁的變形系數(shù)==0.69單樁水平承載力特征值(配筋大于0.65％)———樁頂允許水平位移〔配筋大于0.65％的的灌注樁且位移敏感取6mm〕———樁身抗灣剛度，對(duì)于混凝土樁EI=0.85,對(duì)于圓形截面———樁頂水平位移系數(shù)〔樁的換算埋深>4.0取＝0.940〕=3061.4KN相應(yīng)于荷載效應(yīng)根本組合時(shí)作用于樁底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1.35=1.35×17469.4=23583.7KNM=1.35=1.35×3720=5022H=1.35=1.35×1200=1620KN扣除承臺(tái)和其填土自重后單樁的樁頂豎向力設(shè)計(jì)值：N==3930.6KN7、承臺(tái)受沖切承載力計(jì)算〔1〕柱邊沖切沖切力：=F－=KN受沖切承載力截面高度影響系數(shù)＝0.958沖垮比和沖切系數(shù)計(jì)算：①＝1.783＝＝0.385＝=2×=21902>=2\*GB3②＝0.385＝＝0.385＝=2×=18873.6>(2)角樁向上沖切：=1.25m，=1.25m，=0.8-0.25=0.55m，=0.8-0.25=0.55m.＝0.385，＝0.385.＝，＝.＝＝4918.3>以上驗(yàn)算滿足要求8、承臺(tái)受彎承載力計(jì)算=3×3930.6×〔0.8-0.25〕=6485.5KN.m＝=16797.5選用沿平行與Y軸方向均勻布置＝2×3930.6×〔0.8-0.25〕＝4323.7KN.m==11198.4選用沿平行與X軸方向均勻布置＝2×3930.6×〔4.2-1.4-0.25〕=20046KN.m==51919.2選用沿平行與X軸方向均勻布置按照構(gòu)造配置鋼筋網(wǎng)，詳見根底平面和樁身設(shè)計(jì)圖。9、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采用二點(diǎn)吊，吊點(diǎn)位置在距樁頂、樁尖0.207L處，起吊時(shí)最大正負(fù)彎矩=0.0214q，其中q=×1×25=6.25，為每延米的自重，所以=56.21KN.m，樁身截面設(shè)計(jì)值為：==1.2×56.21=67.45KN.m。樁身混凝土采用C25，樁身受拉主筋面積配筋量：==537.2配置222，=760，那么全面積為422，=1520，配筋率==0.608%<0.8%，采用錘擊法時(shí)應(yīng)使>0.8%,所以取622，=2281配筋率==0.9%>0.8%，滿足要求.10、混凝土預(yù)制樁施工工藝制作、起吊、運(yùn)輸、堆放為節(jié)省場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制樁多采用疊澆法制作，重疊層數(shù)一般不宜超過4層，場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，不得產(chǎn)生不均勻沉降。樁與樁間應(yīng)做好隔離層，樁與鄰樁、底模間的接觸面不得發(fā)生粘結(jié)；上層樁或鄰層樁的澆筑，必須在下層樁或鄰