10M跨普通鋼筋混凝土梁下部結(jié)構(gòu)計算書(下部)

1、計計 算算 書書 工程名稱 昆山浦東軟件園生活區(qū)市政工程 單體名稱 規(guī)劃八號橋 規(guī)劃十一號橋 工程編號 10SZ06 專 業(yè) 橋 梁 設計階段 施工圖 頁 數(shù) 共 16 頁 目錄目錄 1 1 工程說明工程說明 . 1 2 2 設計標準設計標準 . 1 2.1 設計標準. 1 2.2 設計規(guī)范. 1 3 3 設計參數(shù)設計參數(shù) . 2 3.1 混凝土各項力學指標見表. 2 3.2 普通鋼筋. 2 4 4 結(jié)構(gòu)荷載計算結(jié)構(gòu)荷載計算 . 2 5 5 水平荷載水平荷載 . 5 6 6 荷載組合荷載組合 . 6 7 7 效應組合效應組合 . 6 7.1 承載能力極限狀態(tài). 6 7.2、正常使用極限狀態(tài)短期

2、組合. 9 8 8 截面驗算截面驗算 . 9 9 9 樁基礎計算樁基礎計算 . 11 1010 補充補充 . 12 1 1 工程說明工程說明 本上部結(jié)構(gòu)采用單跨10m普通鋼筋混凝土簡支梁。橋面寬度為:0.3m(欄桿)+1.5m(人行道) +5.0m（車行道）+1.5m (人行道)+0.3米(欄桿)。 下圖是橋梁橫斷面布置圖。 2 2 設計標準設計標準 2.1 設計標準 1、設計荷載：公路-II 級； 2、行車道數(shù)：1 車道； 3、人群荷載：按公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）取用。 2.2 設計規(guī)范 1、公路工程技術(shù)標準 （JTG B01-2003） 2、公路橋涵設計通用規(guī)范 （

3、JTG D60-2004） 3、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 （JTG D62-2004） 4、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ 041-2000） 5、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 (JTG D63-2007） 6、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計規(guī)范 （GB/T50476-2008） 7、上海市工程建設規(guī)范地基基礎設計規(guī)范 （DGJ08-11-2010） 8 、城市橋梁設計荷載標準 （CJJ 77-98） 3 3 設計參數(shù)設計參數(shù) 3.1 混凝土各項力學指標見表 強度等級 項目 C25C30C40 彈性模量（MPa）EC 280003000032500 剪切模量（MPa）GC 11200120

4、0013000 泊桑比 VC 0.200.20.20 軸心抗壓強度標準值（MPa） fCK 16.720.126.80 軸心抗拉強度標準值（MPa） ftK 1.782.012.40 軸心抗壓強度設計值（MPa） fCd 11.513.818.40 軸心抗拉強度設計值（MPa） ftd 1.231.391.65 熱膨脹系數(shù) 0.000010.000010.00001 3.2 普通鋼筋 采用 R235、HRB335 鋼筋：直徑 825mm 彈性模量：R235 : Mpa/ HRB335 : Mpa 抗拉強度標準值：R2355 235 Mpa/ HRB335: 335 Mpa 熱膨脹系數(shù)：0. 鋼

5、筋種類 項目 R235HRB335HRB400 抗拉強度標準值 （MPa） sk f 235335400 抗拉強度設計值 （MPa） sd f 195280330 抗壓強度設計值 （MPa） sd f 195280330 彈性模量 Ec（105MPa） 2.12.02.0 相對界限受壓區(qū)高 b（C50 以下） 0.620.560.53 4 4 結(jié)構(gòu)荷載計算結(jié)構(gòu)荷載計算 4.1 恒載 1、10m 鋼砼梁梁體重 梁體截面尺寸，從CAD圖上得到截面的面積中梁為0.m2、邊梁為0.m2。 中梁梁重：0.9.9625=78.79KN（包含鉸縫） 邊梁梁重：0.9.9625=91.86KN（包含鉸縫） 2

6、、單片主梁鋪裝層：(0.06523+0.088.625)9.96/8=30.00KN 3、人行道 斷面截面積=0.2956m2 人行道總重=0.2956259.96=73.60KN，平均作用人行道下面的兩塊空心板上。 4、欄桿：（0.2225）/1.99.96=28.83KN，作用在人行道邊板上。 對于空心板梁、由于支點密集，上部結(jié)構(gòu)梁體重量與鋪裝層重量可以當作均布荷載施加在臺帽 上。人行道和欄桿也可當作均布荷載施加在相應的范圍內(nèi)。 因此：上部結(jié)構(gòu)梁體換算均布荷載=（656.46+240）/8=112.06KN/m(8m 梁體范圍內(nèi)) 欄桿與人行道均布荷載=（73.60+28.83）/1.8=

7、56.91KN/m (1.8m 梁體范圍內(nèi))） 5、臺后搭板(一塊):50.45.98+0.09375(0.75/2+0.25)2 25/2+50.065.9823/2=171.60(kN) My=343.190.8/2=137.28(kNm) 6、橋臺 臺帽：(11.87660.4+5.0.8+0.21965)25=259.64(kN) 臺身：5.18.625=1096.50(kN) 翼墻：3.54420.3+(1.6-0.3)/2252=168.35(kN) 承臺：3.01.08.625=645(kN) 上部構(gòu)造恒載反力:Pk=（78.796+91.862+240+73.60+28.83）

8、/2=499.45(kN) My=PkeR=499.450.01=4.99(kNm) 4.2 土壓力計算 =11，填土內(nèi)摩擦角=35，臺背與填土間的外摩擦角=/2=17.5，臺后填土水 平=0。 1、臺后填土表面無車輛荷載時土壓力計算 臺后填土自重所引起的 主動土壓力計算式為： 2/ 2 a a BH E 由勘探報告得，臺后填土=18kN/m3，B 為橋臺寬度取 8.6m，H 為自填土表面的距離，等于 6m; 為主動土壓力系數(shù)。 a =0.422 22 2 )cos()cos( )sin()sin( 1)cos(cos )(cos a =18628.60.422/2=1175.86(kN) E

9、a 其水平向分力： =1175.86cos28.5=1033.37(kN)cos(E Eaax 離基礎底面的距離：ey=6/3=2(m) 對基底形心軸的力矩：Mex=-1033.372=-2066.74(kN) 其豎向分力： =1175.86sin28.5=561.07(kN)sin(E Eaay 作用點離基底形心軸的距離: ex=3/2-0.49=1.01(m) 對基底形心軸的力矩：Mey=561.071.01=566.68(kN) 2、臺后填土表面有汽車荷載時 由汽車荷載轉(zhuǎn)換的等代均布土層厚度 0 Bl G h 其中=63.5) )tan)(tantan(cottan(tan 0 HHl

10、得 l0=60.488=2.928(m) 在破壞棱體長度范圍內(nèi)只能放一列車，故 =140+140=280（kN） G h=0.618（m） 臺背在填土連同破壞棱體上車輛荷載作用下所引起的土壓力： =1418.09（kN） aa BHhHE)2( 2 1 其水平向分力：=1246.24（kNm）)cos( aax EE 作用點離基礎底面的距離：ey=6(6+30.618)/3(6+20.618)=2.17(m) 對基底形心軸的力矩：Mex=-1246.242.17=-2704.34(kNm) 豎直向分力：=676.65（kNm）)sin( aay EE 作用點離基礎底面的距離：ey=3/2-0.

11、53=0.97(m) 對基底形心軸的力矩：Mex=676.650.97=656.35(kNm) 4.3 汽車活載 汽車荷載按公路-II 級計算，按順橋向移動荷載，求出支座可變荷載的支反力最大值。 根據(jù)公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004），對于集中荷載標準值按以下規(guī)定選取：橋 梁計算跨徑小于 5m 時，Pk=180kN；橋梁計算跨徑等于或大于 50m 時,Pk 值采用直線內(nèi)插求得。 Pk=+1800.75=148.98（kN）)566 . 9 ( 550 180360 qk=10.50.75=7.875（kN/m） 4.4 支座荷載反力計算 支座反力計算考慮如下兩種情況 1、臺后無荷

12、載，車道荷載作用在橋上 汽車荷載支座反力：Rq=148.981.2+0.517.8759.66=216.81(kN) 人群荷載支座反力：Rr=3.59.663/2=50.72(kN) 支座反力作用點距離：1.51-3/2=0.01(m) 對基底形心軸的力矩：MR1=(216.81+50.72)0.01=2.68(kNm) 3、臺后橋上均有荷載，車輛荷載作用在臺后 汽車荷載支座反力：Rq=0.517.8759.66=38.04(kN) 人群荷載支座反力：Rr=3.59.663/2=50.72(kN) 對基底形心軸的力矩：MR1=(38.04+50.72)0.01=0.89(kNm) 5 5 水平

13、荷載水平荷載 1、汽車制動力 重力式墩臺不計沖擊系數(shù)。 制動力按車道荷載標準在加載長度上計算的總重力的 10%計算，其公路-II 級汽車荷載的制動力 標準不小于 90kN。 HT=(148.98+7.8759.56)10%=22.43(kN) 故制動力取 HT=90kN。 本橋支座頂面至基底高度為 0.028+0.05+0.686+4.6=5.364m 2、溫度力求溫度零點距 0 號臺距離:由于各橋臺剛度相同，故溫度零點為距橋臺 4.98m。 1）每個支座的抗推剛度 =0.0177(m2) 2 rF mKNn h FG K/1011416 028 . 0 10000177 . 0 式中：G=1

14、000(橡膠支座的剪切模量，來源于公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 （JTG D62-2004）第 8.4.1 條； 2）橋臺溫度力 P=4.98(橋臺至零點距離)0.00001（線膨脹系數(shù)）20（溫差）10114(橋臺支座) =10.07KN 6 6 荷載組合荷載組合 根據(jù)實際可能出現(xiàn)的荷載情況，可按以下情況進行組合：橋上有車道荷載，臺后無荷載；橋上 無荷載，臺后有車輛荷載進行臺身截面驗算和樁基承載力驗算，其荷載組合見下表： 荷載組合計算表荷載組合計算表 公路-II 級 序號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無載 橋有車道荷載,臺后 有車輛荷載載 橋無載,臺后有車輛 荷載 力(k

15、N) 499.45499.45499.45 力臂(m) 0.010.010.011 上部恒 載 彎矩(kNm) 4.994.994.99 力(kN) 2169.492169.492169.49 力臂(m) 0.09480.09480.09482 臺身荷 載 彎矩(kNm) 205.67205.67205.67 力(kN) 316.37205.640 力臂(m) 0.010.010.013 上部活 載反力 彎矩(kNm) 2.680.890 力(kN) 171.60171.60171.60 力臂(m) 0.80.80.84 臺后搭 板 彎矩(kNm) 137.28137.28137.28 力(k

16、N) 水平:1033.37 豎直:561.07 水平:1246.24 豎直:676.65 水平:1246.24 豎直:676.65 力臂(m) ey=2 ex=1.01ey=2.17 ex=0.97ey=2.17 ex=0.975 臺后土 壓力 彎矩(kNm) Mx=-2066.74 My=566.68 Mx=-2704.34 My=656.35 Mx=-2704.34 My=656.35 力(kN) 909090 力臂(m) 5.3645.3645.3646 制動力 彎矩(kNm) 482.76482.76482.76 力(kN) 10.0710.0710.07 力臂(m) 5.3645.3

17、645.3647 溫度力 彎矩(kNm) 54.0254.0254.02 水平力(kN) 1133.441346.311346.31 豎直力(kN) 3669.143538.333516.898 組合 彎矩(kNm) -612.66-1162.38-1163.27 7 7 效應組合效應組合 7.1 承載能力極限狀態(tài) 組合效應式及組合分項系數(shù)如下： SUd=（） 0 Qjk n j QjCQikQiGik n i Gi SSS 11 永久荷載作用分項系數(shù)：2 . 1 Gi 汽車荷載(含沖擊力)作用分項系數(shù)：4 . 1 qi 1、臺身頂截面 臺身頂截面承載能力極限狀態(tài)基本組合內(nèi)力表 公路-II 級

18、 序號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無 載 橋有車道荷載,臺 后有車輛荷載載 橋無載,臺后有 車輛荷載 力(kN) 499.45499.45499.45 1 上部恒 載彎矩(kNm) 4.994.994.99 力(kN) 259.64259.64259.64 2 臺身荷 載彎矩(kNm) 54.2654.2654.26 力(kN) 216.8138.040 3 汽車 彎矩(kNm) 2.170.380 力(kN) 50.7250.720 4 人群 彎矩(kNm) 0.510.510 力(kN) 171.60171.60171.60 5 臺后搭 板彎矩(kNm) 137.28137.28

19、137.28 力(kN) 水平:56.26 豎直:30.55 水平:105.93 豎直:57.52 水平: 105.93 豎直: 57.52 6 臺后土 壓力 彎矩(kNm) -11.43-32.21-32.21 力(kN) 909090 7 制動力 彎矩(kNm) 68.7568.7568.75 力(kN) 10.0710.0710.07 8 溫度力 彎矩(kNm) 7.697.697.69 水平力(kN) 156.33206206 豎直力(kN) 1513.831295.911185.859 組合 彎矩(kNm) 264.22241.64240.76 2、臺身變截面 臺身變截面承載能力極限

20、狀態(tài)基本組合內(nèi)力表 公路-II 級 序號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無 載 橋有車道荷載,臺 后有車輛荷載載 橋無載,臺后有 車輛荷載 力(kN) 499.45499.45499.45 1 上部恒 載彎矩(kNm) -130.86-130.86-130.86 力(kN) 1025.521025.521025.52 2 臺身荷 載彎矩(kNm) -111.99-111.99-111.99 力(kN) 216.8138.040 3 汽車 彎矩(kNm) -56.80-9.970 力(kN) 50.7250.720 4 人群 彎矩(kNm) -13.29-13.290 力(kN) 171.

21、60171.60171.60 5 臺后搭 板彎矩(kNm) 90.6090.6090.60 力(kN) 水平:506.35 豎直:274.92 水平:655.36 豎直:355.83 水平: 655.3 豎直: 355.83 6 臺后土 壓力 彎矩(kNm) -576.03-860.60-860.60 力(kN) 909090 7 制動力 彎矩(kNm) 320.76320.76320.76 力(kN) 10.0710.0710.07 8 溫度力 彎矩(kNm) 35.8935.8935.89 水平力(kN) 606.42755.43755.43 豎直力(kN) 2726.132572.942

22、462.889 組合 彎矩(kNm) -441.72-679.46-655.34 3、臺身底截面 臺身底截面承載能力極限狀態(tài)基本組合內(nèi)力表 公路-II 級 序號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無 載 橋有車道荷載,臺 后有車輛荷載載 橋無載,臺后有 車輛荷載 力(kN) 499.45499.45499.45 1 上部恒 載彎矩(kNm) -19.98-19.98-19.98 力(kN) 1356.141356.141356.14 2 臺身荷 載彎矩(kNm) 150.26150.26150.26 力(kN) 216.8138.040 3 汽車 彎矩(kNm) -8.67-1.520 力(

23、kN) 50.7250.720 4 人群 彎矩(kNm) -2.03-2.030 力(kN) 171.60171.60171.60 5 臺后搭 板彎矩(kNm) 128.70128.70128.70 力(kN) 水平:717.62 豎直:389.63 水平:895.01 豎直:485.95 水平:895.01 豎直:485.95 6 臺后土 壓力 彎矩(kNm) -874.24-1256.91-1256.91 力(kN) 909090 7 制動力 彎矩(kNm) 392.76392.76392.76 力(kN) 10.0710.0710.07 8 溫度力 彎矩(kNm) 43.9543.954

24、3.95 水平力(kN) 817.69995.08995.08 豎直力(kN) 3260.523125.833015.779 組合 彎矩(kNm) -189.25-564.77-561.22 4、截面中心荷載 公路-II 級 序 號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無 載 橋有車道荷載,臺 后有車輛荷載載 橋無載,臺后有 車輛荷載 1 臺身頂截面豎直力(kN) 1513.831295.911185.85 2 臺身變截面豎直力(kN) 2726.132572.942462.88 3 臺身底截面豎直力(kN) 3260.523125.833015.77 7.2、正常使用極限狀態(tài)短期組合 按公路

25、橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）要求，驗算正常使用極限狀態(tài)抗裂性使用短期 效應要求，組合式按下式計算： SSd= Qjk n j jGik n i SS 1 )2(1 1 用于短期組合短期組合的汽車荷載作用頻遇值系數(shù)：7 . 01 1、截面中心荷載 公路-II 級 序 號 荷載作用情況 計算項目 橋有載,臺后無 載 橋有車道荷載,臺 后有車輛荷載載 橋無載,臺后有 車輛荷載 1 臺身頂截面豎直力(kN) 1212.811126.23988.21 2 臺身變截面豎直力(kN) 2223.062179.132052.4 3 臺身底截面豎直力(kN) 2668.392639.872513

26、.14 8 8 截面驗算截面驗算 從臺身各控制斷面內(nèi)力組合表中，可以得出控制臺身承載能力極限強度設計的最大內(nèi)力，如下 表： 1 臺身頂截面豎直力(kN) 1212.81 2 臺身變截面豎直力(kN) 2223.06 3 臺身底截面豎直力(kN) 2668.39 經(jīng)過估算，臺前側(cè)采用 5812HRB335 鋼筋，臺背采用 5816HRB335 鋼筋。 1、垂直與彎矩作用平面的承載力 Nuo(Nuo=0.9*(fcd*A+fsd*As)計算: (MPa) cd f A(m2) (MPa) sd f As(m2)Nuo(kN) 頂截面 1.011.58.62800.018229360.14 變截面

27、1.011.513.282800.0182214203.94 底截面 1.011.519.182800.0182220310.44 、彎矩作用平面的承載力 Nux 計算 項目 eox (m) hoho 12 增大系 數(shù) es (m)es(m) 梁上有載, 臺后無載 0.16870.960.961110.6287-0.2913 梁上車道荷 載,臺后車 輛荷載 0.17850.960.961110.6385-0.2815 頂截面 梁上無載, 臺后有載 0.2030.960.961110.663-0.257 梁上有載, 臺后無載 0.16351.5041.5041110.8955-0.5685 梁上

28、車道荷 載,臺后車 輛荷載 0.26351.5041.5041110.9955-0.4685 變截面 梁上無載, 臺后有載 0.26611.5041.5041110.9981-0.4659 梁上有載, 臺后無載 0.05772.262.261111.1677-1.0523 梁上車道荷 載,臺后車 輛荷載 0.17822.262.261111.2882-0.9318 底截面 梁上無載, 臺后有載 0.18612.262.261111.2961-0.9239 3、偏心假定（先假定為大偏心） 項目x (m) 2*gb*ho 偏心情況 梁上有載,臺后無載 1.6090.080.5376xb*ho 小偏

29、心受壓 梁上車道荷載,臺后車 輛荷載 1.590.080.5376xb*ho 小偏心受壓 頂截面 梁上無載,臺后有載 1.5410.080.5376xb*ho 小偏心受壓 梁上有載,臺后無載 3.3510.080.842xb*ho 小偏心受壓 梁上車道荷載,臺后車 輛荷載 3.5500.080.842xb*ho 小偏心受壓 變截面 梁上無載,臺后有載 3.5550.080.842xb*ho 大偏心受壓 梁上有載,臺后無載 4.6470.081.266xb*ho 小偏心受壓 梁上車道荷載,臺后車 輛荷載 4.8870.081.266xb*ho 小偏心受壓 底截面 梁上無載,臺后有載 4.9030

30、.081.266xb*ho 小偏心受壓 4、偏心校驗 項目 ()(b)(c)受壓區(qū)高x 相對受壓區(qū) 高 偏心情況 梁上有載,臺后無 載 49.451.2030-4.80080.30000.3121 小偏心受壓 梁上車道荷載,臺 后車輛荷載 49.451.3938-4.82880.29870.3112 小偏心受壓 頂截面 梁上無載,臺后有 載 49.451.8709-4.89890.29640.3088 小偏心受壓 梁上有載,臺后無 載 49.45-13.7174-6.40440.52440.3487 小偏心受壓 梁上車道荷載,臺 后車輛荷載 49.45-16.0019-6.11850.5490

31、0.3650 小偏心受壓 變截面 梁上無載,臺后有 載 49.45-16.0613-6.11100.54960.3655 小偏心受壓 梁上有載,臺后無 載 49.45-28.3796-10.25560.82520.3651 小偏心受壓 梁上車道荷載,臺 后車輛荷載 49.45-31.9750-9.91100.87550.3874 小偏心受壓 底截面 梁上無載,臺后有 載 49.45-32.2106-9.88840.87890.3889 小偏心受壓 5、Nux 計算 項目 sNux 截面檢查 梁上有載,臺后無載 1031.5418674 Nux2726.13設計截面彎矩滿足 梁上車道荷載,臺后車輛荷載 1036.8718522 Nux2726.13設計截面彎矩滿足 頂截面 梁上無載,臺后有載 1050.1218144 Nux2726.13設計截面彎矩滿足 梁上有載,臺后無載 854.3842385 Nux2726.13設計截面彎矩滿足 梁上車道荷載,臺后車輛荷載 786.5245546 N