20米装配式预应力混凝土简支空心板通用图下部结构验算 计算书XX至XX高速公路桥涵设计通用图20米装配式预应力混凝土简支空心板下部构造（桥墩）计 算 书计 算第一部分 基础资料一、 计算基本资料1 技术标准与设计规范：1) 中华人民共和国交通部标准公路工程技术标准（JTG B01-2003）2) 中华人民共和国交通部标准公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3) 中华人民共和国交通部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），以下简称规范4) 中华人民共和国交通部标准公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ 024-85）5) 中华人民共和国交通部标准公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）6) 交设发（2005）040号关于修订桥涵设计通用图的通知。2 桥面净空：2x净-9.75米、净10.25米3 汽车荷载：公路级，结构重要性系数1.04 设计环境条件：类5 材料性能参数1) 混凝土a) 强度等级为C30，主要强度指标：强度标准值 fck20.1MPa，ftk2.01MPa强度设计值 fcd13.8MPa，ftd1.39MPa弹性模量 Ec3.00x104MPab) 强度等级为C25，主要强度指标：强度标准值 fck16.7MPa，ftk1.78MPa强度设计值 fcd11.5MPa，ftd1.23MPa弹性模量 Ec2.80x104MPa2) 普通钢筋a) R235钢筋其主要强度指标为： 抗拉强度标准值 fsk235MPa抗拉强度设计值 fsd195MPa弹性模量 Es2.1x105MPab) HRB335钢筋其主要强度指标为： 抗拉强度标准值 fsk335MPa抗拉强度设计值 fsd280MPa弹性模量 Es2.0x105MPa6 主要结构尺寸下部结构为双柱式桥墩、重力式桥台、扩大基础及桩基础。有关具体尺寸详见我院2007年7月编制的相关桥涵设计通用图。相配套的上部结构空心板为装配式预应力混凝土简支梁（后张法钢绞线）二、 采用程序：手算结合“桥梁通7.55网络版”作内力分析和强度验算。第二部分 墩柱及其基础、计算模型 计算模型按三跨一联计算，一联两端为桥台，中间为双柱式墩。桥台上设活动支座（GJZF4 25044mm），桥墩墩顶均为板式橡胶支座（GJZ 25042mm），一排支座为16个。墩底为地面或冲刷线，桩基嵌岩。.墩柱验算一、恒载计算内 容地面到盖梁顶高度H（m）101214161820上部恒205120512051205120512051盖梁恒载264264264264264264柱恒载243 300 356 562 639 716 柱系梁595959桩系梁595959595959桩顶合计2558 2615 2671 2936 3013 3090 单位：KN二、活载计算、纵向水平力计算1、 抗推刚度1）支座的刚度n=16, , G=1MPa, t=31.24mm按0.71倍支座厚度计算一排支座支座抗推刚度Kz=nAG/t=25141 KN/m2）桥墩墩顶刚度一联各桥墩刚度按等刚度计算，按嵌岩桩查表;桩顶为地面或冲刷线按公路桥涵地基与基础设计规范附录六查表附表6.11得：墩顶抗推刚度Kd=n/H23/（3EcI）+HH(0)+HM(0)H2+MH(0)H2+MM(0)H22集成抗推刚度K=2Kz*Kd/(2Kz+Kd); 总刚度K2K桥墩墩顶抗推刚度见下表：地面到盖梁顶高度H（m）101214161820盖梁高（m）1.4柱数（根）2直径(m)桥墩d11.21.21.21.41.41.4桩基d21.31.31.31.51.51.5长度(m)桥墩 h18.610.612.614.616.618.6桩基 h2101010101010砼弹性模量(Mpa)桥墩（C30) E1300003000030000300003000030000桩基(C25) E2280002800028000280002800028000惯性矩(m4)桥墩 I10.102 0.102 0.102 0.189 0.189 0.189 桩基 I20.140 0.140 0.140 0.249 0.249 0.249 桩计算宽度 b1(m)2.072.072.072.252.252.25地基土变形系数m（KN/m4)30000桩变形系数 a0.456 0.456 0.456 0.414 0.414 0.414 ah24.62.54.62.54.62.54.12.54.12.54.12.5（B2D1-B1D2）/（A2B1-A1B2）2.400742.400742.400742.400742.400742.40074（A2D1-A1D2）/（A2B1-A1B2）1.599791.599791.599791.599791.599791.59979（B2C1-B1C2）/（A2B1-A1B2）1.599791.599791.599791.599791.599791.59979（A2C1-A1C2）/（A2B1-A1B2）1.732181.732181.732181.732181.732181.73218HH（0）8.05E-068.05E-068.05E-066.09E-066.09E-066.09E-06HM（0）2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-06MH（0）2.45E-062.45E-062.45E-061.68E-061.68E-061.68E-06MM（0）1.21E-061.21E-061.21E-067.52E-077.52E-077.52E-07墩顶抗推刚度Kd（KN/m）8836 5582 3741 4498 3300 2492 两排支座抗推刚度Kz（KN/m）50282集成抗推刚度K（KN/m）7516 5025 3482 4129 3097 2374 全桥总刚度K（KN/m）15031 10049 6964 8257 6194 4748 3、混凝土收缩、徐变及温度影响力在各墩上的分配混结构有效温度标准值：最高35，最低0，简支梁安装及桥面连续施工温度取1525，计算温升为35-15=20，温降为25-0=25。混凝土收缩、徐变及温度下降，均属于同一性质，三者加起来，按降温550C考虑，线膨胀系数0.00001结构为对称结构，所以上部结构不动点位于一联中间点，即x=30 m温升影响力只与制动力组合，而温降影响力与制动力、混凝土收缩徐变影响力共同作用，故只计算温降影响力。桥墩均为等刚度，故温降影响力在各墩上的分配如下：P1=P2=(x-30)KC一个桥墩温降影响力表地面到盖梁顶高度H（m）101214161820线膨胀系数a0.00001收缩系数C10.00055膨胀系数C20.0002混凝土收缩、徐变及温降P1（KN）-41.3 -27.6 -19.2 -22.7 -17.0 -13.1 温升P2（KN）-15.0 -10.0 -7.0 -8.3 -6.2 -4.7 4、汽车制动力在各墩上的分配1） 汽车制动力（1）车道荷载标准值的10%；一联按320计算：一个车道产生制动力=(10.5320+237.2) 10% =86.72KN;（2）公路级汽车荷载制动力标准值限值：一个车道产生制动力165 KN根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）第4.3.6规范公路-级汽车荷载的制动力标准值不小于得小于165KN之规定。一个设计车道制动力为165KN2）制动力在各墩上的分配由于两个桥墩刚度相同，桥台不参加水平力的分配，则一个桥墩分配制动力为总制力的1/2.5、单根墩柱墩顶水平力汇总 单根墩柱墩顶水平力=一个桥墩墩顶水平力/2单根墩柱墩顶水平力地面到盖梁顶高度H（m）内 容制动系数1柱制动1柱温度1柱制+温弯矩101列车道141.3 10.3 51.6 523 2列车道282.5 10.3 92.8 942 121列车道141.3 6.9 48.2 585 2列车道282.5 6.9 89.4 1086 141列车道141.3 4.8 46.0 651 2列车道282.5 4.8 87.3 1234 161列车道141.3 5.7 46.9 757 2列车道282.5 5.7 88.2 1423 181列车道141.3 4.3 45.5 826 2列车道282.5 4.3 86.8 1574 201列车道141.3 3.3 44.5 897 2列车道282.5 3.3 85.8 1727 水平力对墩柱底偏心矩计算已入10cm支座垫、4.2cm支座厚度。、垂直荷载1、 活载支反力、横向分布计算活载支反力表内 容加载方式左支反力B1右支反力B2合计1列车道荷载双孔加载105.0394.8499.8一孔加载394.80.0394.8柱分配系数表内 容横向布载1号柱K12号柱K2合计1列车道偏载1.1422-0.142212列车道偏载1.750.252注：1、表中活载横向作用视上部与盖梁为整体形成双悬臂简支梁计算柱的横向分配系数得到柱顶竖直力。2、 最大、最小垂直力、相应弯矩表加载方式 左支反力B1右支反力B2合计B最大垂直力最小垂直力1墩底弯矩2墩底弯矩K1BxK1K2BxK20.35x(B1-B2)xK