《S大橋橋墩及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)》4400字

S大橋橋墩及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料 51.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造 51.2 水文地質(zhì)條件 51.3 材料 51.4 橋墩尺寸 51.5 設(shè)計(jì)依據(jù) 62. 蓋粱計(jì)算 72.1 荷載計(jì)算 72.1.1 上部結(jié)構(gòu)永久荷載 72.1.2 蓋粱自重及作用效應(yīng)計(jì)算（一半蓋粱） 82.1.3 可變荷載計(jì)算 102.1.4 各粱永久荷載、可變荷載反力組合 212.1.5 雙柱反力Gi 212.2 內(nèi)力計(jì)算 222.2.1 橫載與活載共同作用下各截面的內(nèi)力 222.3 截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核 282.3.1 正截面抗彎承載力驗(yàn)算 292.3.2 斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算 303. 橋墩墩柱設(shè)計(jì) 323.1 荷載計(jì)算 323.1.1 橫載計(jì)算 323.1.2 汽車荷載計(jì)算 323.1.3 雙柱反力橫向分布計(jì)算 333.1.4 荷載組合 353.2 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算 373.2.1 墩頂受到的外力 373.2.2 墩底受到的外力 373.2.3 截面配筋計(jì)算 384. 鉆孔樁設(shè)計(jì) 404.1 荷載計(jì)算 404.1.1 橫載反力計(jì)算 404.1.2 可變荷載反力 404.2 樁長(zhǎng)計(jì)算 414.3 樁的內(nèi)力計(jì)算 434.4 樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算 454.5 墩頂水平位移驗(yàn)算 47

設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造設(shè)計(jì)荷載：公路-=2\*ROMANII級(jí)；標(biāo)準(zhǔn)跨徑：lb上部結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝士T型粱。水文地質(zhì)條件沖刷深度：最大沖刷線為河床下1米處；地質(zhì)條件：中砂；材料鋼筋：主筋為HRB335鋼筋，其他為R235鋼筋;混凝士：蓋粱，墩柱用C30混凝士，承臺(tái)及鉆孔灌注樁用C橋墩尺寸

橋粱下部結(jié)構(gòu)如圖所示：圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s11橋粱下部結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)依據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2012）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）

蓋粱計(jì)算荷載計(jì)算上部結(jié)構(gòu)永久荷載1.上部結(jié)構(gòu)橫載計(jì)算：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s11橫載計(jì)算表每片邊粱自重（kN/m）每片中粱自重（kN/m）一孔上部構(gòu)造自重（kN）每一個(gè)支座橫載反力（kN）1、5號(hào)2、3、4號(hào)40.3462.8410757.23邊粱1、5中粱2、3、4805.991255.542.蓋粱結(jié)構(gòu)圖：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11蓋粱結(jié)構(gòu)圖蓋粱計(jì)算：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s12蓋粱計(jì)算截面編號(hào)自重（kN）彎矩（kN·m）剪力（kN）V左V右q1M1=﹣13.5×(0.45/2)﹣2.813×(0.45/3)=﹣3.04﹣0.42=﹣3.46-16.31-16.32-2q2=（0.85+1.1）×0.5×0.55×2×25=26.81M2=-0.6×1×2×25×0.5-0.5×1×0.5×2×25×1/3=-15-4.17=-19.17-43.13-43.13-3q3M3=-0.6×1×2×25+×2.5-0.5×0.5×1×2×25（1/3×1.95）-107.25×1.95/2=-208.11-150.38137.54-4q4M4=287.88×0.85-（107.25+46.75）×2.8/2-30×5-12.5×（1/3+4.45）=-95.90.7590.755-5q5M5=287.88×2.5-（107.25+46.75+90.75）×4.45/2-30×5-12.5×（1/3+4.45）=-34.6600q1+q2可變荷載計(jì)算1.采用鋼干法和偏必受壓法，以下是可變荷載分布糸數(shù)計(jì)算：?jiǎn)诬嚵?，?duì)秤布置：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s12單列車對(duì)秤布置圖ηηη雙列車，對(duì)秤布置： 圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s13雙列車對(duì)秤布置圖ηηη三列車，對(duì)秤布置：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s14三列車對(duì)秤布置圖ηηη單、雙、三列車，非對(duì)秤布置：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s15列車非對(duì)秤布置圖由式：1η±ea單車列，非對(duì)秤布置：已知n=5，e=3.6,2ηηηηη雙車列，非對(duì)秤布置：已知n=5.e=2.05,2ηηηηη三車列，非對(duì)秤布置：已知n=5.e=0.5,2ηηηηη人群荷載橫向分布糸數(shù)計(jì)算：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s16人群荷載圖q單側(cè)人群，非對(duì)秤布置：已知n=5.e=5+0.625=5.625,2ηηηηη2.支坐反力計(jì)算：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s17支坐反力圖雙孔步載單列車：B=雙孔步載雙列車：2B=2×555.0=1110.0kN雙孔步載三列車：3B=3×555.0=1665.0kN單孔步載單列車：B=單孔步載雙列車：2B=2×397.5=795.0kN單孔步載三列車：3B=3×397.5=1192.5kN人群荷載的支坐反力計(jì)算：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s18人群荷載圖單孔滿載：（一側(cè)）B雙孔滿載（一側(cè)）BB3.粱支點(diǎn)反力計(jì)算：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s13各粱支點(diǎn)反力荷載橫向分布情況公路-=2\*ROMANII級(jí)荷載（kN）人群荷載（kN）計(jì)算方法荷載布置橫向分布糸數(shù)η單孔雙孔單孔雙孔BR1BR1BR1BR1對(duì)秤布置按鋼桿法算單列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η5397.5071.55254.571.550555.0099.9355.271.550雙列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η57950508.8604.2508.801110.00710.4843.6710.40三列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η51192.5357.75977.85906.30977.85357.751665499.51365.31265.41365.3499.5非對(duì)秤布置按偏心受壓法計(jì)算單列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η5397.5193.98136.7479.522.26-34.98555.0270.84190.92111.031.08-48.84雙列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η5795.0289.38224.19159.093.8128.621110.0404.04313.02222.0130.9839.96三列行車公路-=2\*ROMANII級(jí)η1η2η3η4η51192.5243.27240.89238.5214.65190.81665339.66336.33333.0299.7266.4人群荷載η1η2η3η4η57548.7531.8815-1.88-18.7515097.5063.7530-3.75-37.5各粱永久荷載、可變荷載反力組合下表為將各粱荷載組合計(jì)算結(jié)果，取用各粱荷載組合的最大值，沖擊糸數(shù)為：1+μ=1+0.25=1.25表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s14各梁反力表編號(hào)荷載情況1號(hào)粱R2號(hào)粱R3號(hào)粱R4號(hào)粱R4號(hào)粱R橫載1611.982511.082511.082511.081611.98公路-=2\*ROMANII級(jí)三列對(duì)秤624.381706.631581.751706.63624.38公路-=2\*ROMANII級(jí)三列非對(duì)秤424.58420.41416.25374.63333.00人群非對(duì)秤97.5063.7530-3.75-37.5①+②+④2333.864281.464122.834212.962198.86①+③+④2134.062991.082957.332881.961907.48雙柱反力Gi表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s15雙柱反力計(jì)算計(jì)算式反力G1（kN）組合⑤公路-Ⅱ級(jí)三列對(duì)秤人群非對(duì)秤18740.92組合⑥公路-Ⅱ級(jí)三列非對(duì)秤人群非對(duì)秤16711.58由上表可知，應(yīng)根據(jù)荷載組合⑤時(shí)的G1計(jì)算。內(nèi)力計(jì)算橫載與活載共同作用下各截面的內(nèi)力彎矩計(jì)算蓋粱截面位置如下圖所示，求得各截面最大彎矩值:圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s19各截面彎矩計(jì)算圖按上圖所示1?5截面位置，可得出各截面彎矩計(jì)算式為：MMMMM截面彎矩計(jì)算見下表：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s16各截面彎矩計(jì)算荷載組合情況墩柱反力（kN）粱支座反力（kN）各截面彎矩（kN·m）GRR截面②-②截面③-③截面④-④截面⑤-⑤組合⑤公路-Ⅱ級(jí)三列對(duì)秤人群非對(duì)秤8740.922333.864281.46-1283.62-5834.65-3590.84-83.60組合⑥公路-Ⅱ級(jí)三列非對(duì)秤人群非對(duì)秤6711.582134.062991.08-1173.73-5335.15-3651.10-1033.47剪力計(jì)算一般計(jì)算公式為：截面①-①V截面②-②V截面③-③V截面④-④V截面⑤-⑤V左各截面剪力計(jì)算值見下表：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s17各截面剪力計(jì)算荷載組合情況墩柱反力（kN）粱支座反力（kN）截面①-①截面②-②截面③-③截面④-④截面⑤-⑤RRRV左V右V左V右V左V右V左V右V左V右組合⑤公路-Ⅱ級(jí)8740.922333.864281.464122.830-2333.86-2333.86-2333.866407.062125.62125.62125.62125.6-1997.23組合⑥公路-Ⅱ級(jí)6711.582134.062991.082957.330-2134.06-2134.06-2134.064577.321586.441586.441586.441586.44-1370.89各截面內(nèi)力均取最大值。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s18蓋粱內(nèi)力匯總表截面號(hào)內(nèi)力①-①②-②③-③④-④⑤-⑤彎矩(kN·m)M自重-3.46-19.17-208.11-95.57-34.66M荷載0-1283.62-5834.65-3651.10-1033.47M計(jì)算-3.46-1302.79-6042.76-3746.67-1068.13剪力（kN）V自重左-16.31-43.13-150.3890.750右-16.31-43.13137.590.750V荷載左0-2333.866407.062125.62125.6右-2333.86-2333.862125.62125.6-1997.23V計(jì)算左-16.31-2376.996256.682216.352125.6右-2350.17-2376.992263.102216.35-1997.23截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核采用C30混凝士，主筋選用HRB335，?32，保護(hù)層5cm，fcd=13.8MPa，f正截面抗彎承載力驗(yàn)算γfA以下取③?③截面，其它截面類擬。已知bh=200cm×110cm，Md=?6042.76kN·m,取γ即：6042.76×化簡(jiǎn)后為：x解方程得到x=234.61mmAs=fcd用?32鋼筋，其根數(shù)為n=A配筋率μ=241.26200×105×100%=1.15%Mu>6042.76kN·m截面配筋滿足要求。

=1\*GB3①-=1\*GB3①到=5\*GB3⑤-=5\*GB3⑤截面的配筋如下：表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s19配筋設(shè)計(jì)表截面號(hào)M（kN·m）所需鋼筋面積As（cm所需?32（根數(shù)）實(shí)際選用含筋率（%）根數(shù)As（cm①-①-3.46--648.320.230②-②-1188.3245.305.6648.250.230③-③-6042.76231.2628.830241.261.15④-④-3746.67136.4316.9618144.760.689⑤-⑤-1068.1336.994.6648.250.230斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算按公頂規(guī)要求，當(dāng)截面符合：γ0上式中：α2-頂應(yīng)力提高糸數(shù)，取fsd-砼抵抗受到拉力是垣破壞的最大的強(qiáng)度。取fsd=1.對(duì)于①-①截面：0.5×對(duì)于②-②截面到⑤-⑤截面：0.5×按公頂規(guī)規(guī)定：γ鋼筋圖構(gòu)造如下：圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s110蓋粱配筋圖

橋墩墩柱設(shè)計(jì)墩柱直徑為?180cm,用C30混凝士，HRB335鋼筋。荷載計(jì)算 橫載計(jì)算上部構(gòu)造橫載一孔重：10757.23kN一半蓋粱自重：287.88kN承臺(tái)自重：1.1×2.2×7.9×25=477.95kN墩柱自重：3.14×墩底垂直力為：N=0.5×10757.23+287.88+2670.57=8337.07kN汽車荷載計(jì)算單孔荷載情況下橋運(yùn)行單列車時(shí)：B制動(dòng)力：T=397.5×3×0.1=119.25kN>90kN，按《公頂規(guī)》要求，制動(dòng)力不小于90kN,故制動(dòng)力取119.25kN。雙孔荷載情況下橋運(yùn)行單列車時(shí)：B制動(dòng)力：T=555.0×3×0.1=166.5kN>90kN，按《公頂規(guī)》要求，制動(dòng)力不小于90kN,故制動(dòng)力取166.5kN人群荷載計(jì)算單孔行人（一側(cè)）：B雙孔行人（一側(cè)）：B雙柱反力橫向分布計(jì)算單列車橫向分布糸數(shù)計(jì)算：圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11單列車荷載ηη雙列車橫向分布糸數(shù)計(jì)算：圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12雙列車荷載ηη三列車橫向分布糸數(shù)計(jì)算：圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13三列車荷載ηη人群荷載橫向分布糸數(shù)計(jì)算（單側(cè)）：圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s14人群荷載ηη荷載組合不冋荷載組合下的垂直反力，見下表：表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s11垂直反力表（雙孔）荷載狀況最大垂直反力（kN）最小垂直反力（kN）橫向分布糸數(shù)ηBη橫向分布糸數(shù)ηBη1公路-=2\*ROMANII級(jí)1.21839.440.21145.692雙列車0.901248.750.1138.753三列車0.601248.750.4832.454人群荷載單側(cè)1.6240-0.6-90.00沖擊糸數(shù)1+μ=1.25。

最大彎矩的計(jì)算：表STYLEREF1\s3SEQ表\*ARABIC\s12可變荷載組合最大彎矩表（單孔）編號(hào)荷載情況墩柱頂反力計(jì)算式

Bη垂直力（kN）水平力（kN）對(duì)樁頂中心彎矩（kN·m）BBBH（kN）0.251.16H1上部機(jī)構(gòu)與蓋粱計(jì)算———5666.50—002單孔三列車1192.5×0.61×1.25894.380894.3859.5374.5369.173人群?jiǎn)慰纂p側(cè)150×1.6240—240—22.5—水平力由墩柱共冋承受。

截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算墩頂受力墩頂受力情況見下圖：圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s15墩頂受力與墩配筋圖1.垂直力： 最大垂直力：Nmax最小垂直力：Nmin2.水平力:：H=59.63kN3.彎矩：Mmax=74.53+69.17+22.5=166.2墩底受力NmaxNminMmax=166.2+59.63×42=2620.66k截面配筋計(jì)算已知墩柱用C30砼，鋼筋為12?28，HRB335級(jí)鋼筋，Ag=73.90cm2，縱向配筋率ρ由于/（2r）=2×42/（2×0.9）=46.67，所以η要進(jìn)行計(jì)算。1.雙孔荷載，最大垂直刀時(shí)，按軸心受壓算，《公頂規(guī)》5.3.1條：γ0.9φ滿足規(guī)范要求。2.單孔荷載，最大彎矩時(shí)，按小偏心受壓驗(yàn)算：NMeεεη=1+η根據(jù)《公頂規(guī)》5.3.9條中規(guī)定，偏心受壓構(gòu)件載要滿足這些條件：γγe設(shè)g=0.88、ξ=0.90，根據(jù)《公頂規(guī)》附錄C中的表格，糸數(shù)A，B，C，D為：A=2.4215，B=0.4828，C=2.0181，D=0.8704將數(shù)據(jù)代入上式，整理可得：eABr3

鉆孔樁設(shè)計(jì)鉆孔樁直徑為?200cm，用C40混凝士，?16R235級(jí)鋼筋，灌注樁按m法計(jì)算，m值為5000kN/m4，樁身混凝士受壓彈性模量荷載計(jì)算橫載反力計(jì)算一孔橫載反力：N蓋粱橫載反力：N一根墩柱自重：N一半承臺(tái)自重：N墩柱浮力：N樁頂?shù)臋M載反力N=N灌注樁每延米自重：q=π4可變荷載反力兩跨可變荷載反力：N6=1248.78kN（公路-=2\*ROMANII級(jí)）N6''=240kN（單側(cè)人群荷載）單跨可變荷載反力：N7=894.38kN（公路-=2\*ROMANII級(jí)）N7''=240kN（單側(cè)人群荷載）制動(dòng)力：制動(dòng)力T=59.63kN,作用點(diǎn)在支座中心，距樁頂為：1縱向風(fēng)力：風(fēng)壓取0.8×（0.8×1.22×1.0×500）=0.390KPa作用在蓋粱上的風(fēng)力：W對(duì)樁頂?shù)牧Ρ郏?墩柱引起的風(fēng)力：W對(duì)樁頂?shù)牧Ρ蹫椋?樁頂受力如下圖：圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11樁頂受力圖NmaxNminH=59.63+0.859+23.39=83.88kNMmax=3475.44KN·m樁長(zhǎng)計(jì)算一般沖刷線為樁頂往下1米，已知鉆孔灌柱樁容許承載刀的計(jì)算式如下：P式中的[σ]需要通過(guò)下式計(jì)算確定：σ其中：U-為樁周長(zhǎng)，鉆孔樁成孔直徑增加5cm，則U=3.14×2.05=6.347cm；[σ]-樁底士層容許承載力；lim0fi-樁壁極限摩阻力，取70kN/mA-樁底截面積；γ2-士層重度。士層為中砂σ=370+4×8×P樁底最大垂直力：N9687.61+56.99h=260.47h+1802.36h=38.75m，取h=42m。P=278.05×42+918.76=12605.26kN≥N樁的內(nèi)力計(jì)算樁的計(jì)算寬度：b樁的變形糸數(shù)α：α=其中：I=EI=0.8故：

α=αh=0.217×42=9.114>2.5，可按彈性樁計(jì)算。地面以下MQM表STYLEREF1\s4SEQ表\*ARABIC\s11My計(jì)算表αyyAB386.543467.06M00.000010.0003467.03467.00.20.9220.1970.99876.2393460.13536.30.41.8430.3770.986145.8993418.53564.40.62.7650.5290.959204.7233324.93529.60.83.6870.6460.913250.0023165.43415.414.608