墩台与基础课程设计(21页).doc

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1、-一二三 墩台与基础课程设计-第 21 页四 设计资料1 上部构造预应力混凝土简支梁桥，跨径13m,梁长12.94m，计算跨径12.30m，五梁式四孔桥面连续。一联中间各墩设平板橡胶支座，端部桥台设滑板橡胶支座。桥面宽，单向三车道。2.荷载等级公路级，车道荷载（按内插法求得）。3.上部荷载上部结构恒载见表1 。表1 各梁恒载反力表每片边梁每片中梁一孔上部构造各梁支座反力边梁中梁30.4231.822022.52196.82205.884.主要材料预应力混凝土梁采用C40混凝土，；盖梁与墩身均采用C25混凝土，；承台与桩基均采用C20混凝土，；主筋采用HRB335级钢筋，；箍筋采用R235级钢筋

2、，。5.支座板式橡胶支座摩阻系数；滑板支座最小摩阻系数，一般情况0.05。6.桥墩一般构造及桥面连续布置桥墩一把构造图见图1，桥面连续布置见图2。7.使用规范：公路桥涵设计通用规范、公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范。二盖梁设计1垂直荷载计算（1）盖梁自重及内力计算（见图3.和表2）表2 盖梁自重及内力计算截面编号自重（）弯矩（）剪力1-148.08-26.44-48.08-48.082-234.55-65.31-82.63-82.633-357.38-165.50-140.02222.134-463.7525.76159.38159.385-5159.38224.98002.活载计算活载

3、横向分布系数荷载对称布置用杠杆法，非对称布置用偏心压力法a. 单列汽车对称布置b,双列汽车对称布置c.三列汽车对称布置d.单列汽车非对称布置.e.双列汽车非对称布置f.三列汽车非对称布置汽车顺桥行驶a. 单孔单列汽车b. 双孔单列汽车活载横向分配后各梁支点反力计算式为：，计算结果见表3表3 各梁活载反力汇总表荷载横向分配情况汽车荷载计算方法荷载布置横向分布系数单孔荷载双孔荷载按杠杆法计算单列扯对称荷载=0.000205.90254.30=0.18037.06245.774=0.640131.77620.344=0.18016.47220.344=0.00000双列车对称荷载=0.000205.

4、90254.30=0.620127.658157.666=0.760156.484193.268=0.620127.658157.666=0.00000三列车对称荷载=0.000205.90254.30=0.820168.838208.526=0.760156.484193.268=0.820168.838208.526=0.00000按偏心压力法计算单列扯非对称布置=0.548205.9112.833254.3139.356=0.37477.00795.108=0.20041.1850.860=0.0265.3546.612=-0.148-30.473-37.634双列车非对称布置=0.42

5、4411.8174.603508.6215.646=0.312128.482158.683=0.20082.360101.72=0.08836.23844.757=-0.024-9.883-12.206三列车非对称布置=0.300617.7185.31762.9228.870=0.250154.425190.725=0.200123.54152.58=0.15092.655114.35=0.10061.7776.2902.恒载与活载反力汇总恒载与活载反力汇总见表4。结构基频 式中 结构的计算跨径， 结构材料的弹性模量， 结构跨中截面的截面惯性矩（）， 结构 跨中处的单位长度质量（）。，G为结构

6、跨中处每延米结构中立（），g为重力加速度，。表4各梁反力汇总荷载情况1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁上部恒载393.46411.76411.76411.76393.64双孔双列对称布置0223.78274.441223.8860双孔双列非对称布置306.217225.330144.44263.555-17.333双孔三列对称布置0296.107274.441296.1070双孔三列非对称布置324.995270.830216.664162.377108.3323.双柱反力计算计算结果见表5表5 墩柱反力计算表荷载情况上部恒载1011.28双孔双列对称布置254.3双孔双列非对称布置457.74双

7、孔三列对称布置305.16双孔三列非对称布置517.674.盖梁各截面内力计算（1弯矩计算支点弯矩采用非对称布置的计算值，跨中弯矩采用非对称布置时的弯矩值。计算结果见表6 。表6 弯矩计算表荷载情况墩柱反力梁的反力各截面弯矩（）各截面弯矩（）1-12-23-34-45-5上部恒载1011.28411.76411.760-247.056-617.64-18.12451.28汽车对称305.16196.107274.4410-117.66-294.161-185.108-1648.578汽车非对称517.67270.830216.6640-162.498-406.245-159.405-83.96

8、5（2）相应最大弯矩时的剪力值剪力计算结果见表7表7 剪力计算表荷载情况墩柱反力梁的反力各截面剪力（）1-12-2上部恒载1011.28411.76411.76411.760-411.76-411.76-411.76汽车荷载对称305.16196.107274.441274.410000非对称517.67270.83216.664216.6640-270.83-270.83-270.83荷载情况各截面反力（）3-34-45-5上部恒载-411.76599.52599.52187.76187.76-224汽车荷载对称0305.16305.1630.7530.75-243.66非对称-270.83

9、246.84246.8430.17630.176-186.488（3）截面内力组合弯矩组合表见表8。剪力组合表见表9。表8 弯矩组合表内力组合值（），截面号1-12-23-34-45-51上部恒载0-247.056-617.64-18.12451.282盖梁自重-26.44-65.31-165.5025.76224.983汽车对称布置0-117.66-294.161-185.108-1648.5784汽车非对称布置0-162.498-406.245-159.405-83.96551+2+3-26.44-430.026-1077.3-177.468-972.31861+2+4-26.44-474

10、.864-1189.39-151.765592.295表9 剪力组合表内力组合值（），截面号1-12-23-34-45-51上部恒载0-411.76-411.76599.52187.76-411.76-411.76599.52187.76-2242盖梁自重-48.08-82.36-140.01159.380-48.08-82.36223.13305.1603汽车对称布置000305.1630.7500305.1630.75-243.664汽车非对称布置0-270.83-270.83246.8430.176-270.83-270.83246.5430.176-186.48851+2+3-48.0

11、8-494.12-551.771064.06218.51-459.84-494.121127.81377.89-497.6661+2+4-48.08-464.95-822.61005.74217.936-730.67-764.951069.19377.316-410.4885.各墩水平力计算采用集成刚度法进行水平力分配上部构造每片边梁支点反力为196.82，每片中梁支点反力为205.88。中墩橡胶支座中钢板厚度为10，剪切模量,每跨梁一段设有5个支座，每排支座抗推刚度为式中 橡胶板支座平面面积；橡胶板支座剪切模量；支座橡胶板忽的；墩上支座设置数量。每个墩上设有两排橡胶支座，则支座刚度为取桥台及

12、两联间桥墩的滑板支座摩阻系数为，其最小摩阻系数为。（1） 桥墩（台）刚度计算桥墩（台）采用C25混凝土，其弹性模量为。 各墩台悬臂刚度计算一墩两柱：，则对桥台：向河方向 向岸方向 墩（台）与支座并联，并联后各刚度为对桥墩：对桥台：向河方向向岸方向（2） 制动力分配制动力计算先计算一个设计车道上的制动力。车道荷载中，加载长度为125m,作用在其上的车道荷载标准值长生的总重力为故一个车道上的制动力取，同向行驶3车道的制动力为一个设计车道的2.34倍，其值为。制动力分配则各墩的制动力为0号台及4号台的最小摩阻力因小于0号台及4号台的制动力，两处支座有滑移的可能，故应进行制动力重分配计算。桥台滑板支座

13、的水平力取摩阻系数,则滑板支座产生的摩阻力,大于0号台及4号台，故取，。（3） 温度影响力的分配（设温度上升20）对一联中间各墩设橡胶支座的情况a. 求温度变化临界点距0号台的距离b. 计算各墩台温度影响力式中：临界点以左： 对桥台及两台间桥墩设置滑板支座的情况0号台及4号台最小摩阻力为，小于温度影响力，故应考虑温度影响力重分配。（4） 各墩水平力汇总相应于双孔布载时的水平力汇总见表10。荷载名称墩（台）号02341制动力47.7997.06102.6049.822温度影响力35.8552.4334.330.0343制动力+温度影响力83.64149.49136.9349.85单孔布载时，三车

14、道最大制动力仍为396.1。其水平力计算汇总情况同双孔布载时的情况。6.盖梁配筋设计（略）：按受弯构件。三墩柱及装的计算1.恒载计算（取2号墩进行计算）（1）一孔上部构造恒载：2022.52。（2）盖梁自重（半边）：363.14。（3）一根墩自重（当）: (4)承台自重：(5)桩身每米自重：2.活载计算（1）水平力荷载当汽车荷载为单孔布置时，制动力与温度影响力总和为：当汽车荷载为双孔布置时，制动力与温度影响力总和为：（2） 垂直荷载 汽车荷载单孔单列车布置 汽车荷载双孔单列布置3.墩柱配筋设计（1）双柱反力横向分布计算 汽车单列布载：汽车双列布载： 汽车三列布载：（2）活载内力计算 汽车双孔荷

15、载产生的支点反力最大，单孔荷载产生的偏心弯矩最大。 最大最小垂直力计算见表11。表11 最大最小垂直力计算表荷载情况最大垂直力最小垂直力双孔单列48.4205.9254.31.121404.80-0.121-43.69双孔双列96.8411.8508.60.900649.990.10072.22双孔3列145.2617.7762.90.679735.570.321347.75 相应于最大最小垂直力时的弯矩计算见表12 。表12 最大最小垂直力时弯矩计算荷载情况1号柱底弯矩2号柱底弯矩双孔单列48.4205.91.121-0.12187.75-9.47双孔双列96.8411.80.9000.10

16、0140.9015.66双孔3列145.2617.70.6790.321159.4575.38制动力97.06363.98363.89温度影响力52.43196.61196.01 墩柱弯矩计算见表13表13 墩柱弯矩计算表荷载情况单孔单列单孔双列单孔3列制动力温度影响力97.0652.43000205.9411.8617.71.1210.9000.679-0.1210.1000.321垂直力327.76526.28595.57-35.3858.48281.561号柱底弯矩363.98196.61114.71184.20208.452号柱底弯矩363.98196.61-12.3820.4798.

17、55（3）墩柱底截面内力组合见表14 。 表14 荷载组合计算值界面位置，内力组合值1号柱底截面2号柱底截面1上部恒载1011.281011.282盖梁重363.1363.13墩柱自重230.9230.94单孔单列205.9114.71205.9-12.385单孔双列411.8184.20411.820.476单孔3列617.7208.45617.798.557双孔单列254.3404.80254.3-43.698双孔双列308.6394.39308.643.829双孔3列762.9735.57762.9347.7510制动力97.06363.9897.06363.9811温度力52.4319

18、6.6152.43196.61121+2+3+4+10+111811.18149.49675.301811.18149.49548.21131+2+3+5+10+112017.08149.49744.792017.08149.49581.06141+2+3+6+10+112222.98149.49769.042222.98149.49659.14151+2+3+7+10+111859.58149.49965.391859.58149.49516.90161+2+3+8+10+111913.88149.49954.981913.88149.49604.41171+2+3+9+10+112368.

19、18149.491296.162368.18149.49908.34（4）墩柱强度简算 由内力组合表得知，以下组合控制设计：恒载+双孔三列+制动力+温度力墩柱配筋设计（略）：按压弯构件 （4）墩身裂缝验算（略） （5）桩基设计（略）。第三部分一设计资料铁路桥梁桥跨为钢筋混凝土梁，桥墩、桩及地质资料如图，桩身为C20钢筋混凝土，荷载按单孔轻载、主加附计算，汇总到承台底部中心处为，水位按高水位计算，各土层有关技术资料见表，试计算承台变位及桩身弯矩。表 水文地质资料土层粉砂1926125000粘砂土2026132000粗砂（密实）2135175000二。 桩基础设计与计算1.计算（1）计算宽度因为，

20、所以。（2）换算多层土的值假定 在局部冲刷线以下4m只有一层土，故考虑桩净距的影响，应对进行修正，则，故取修正系数为，（3）桩的变形系数 与假定相符，不需改变。（2）计算（3）计算桩顶柔度系数（4）计算桩顶刚度系数（5）.计算承台底部中心O处水平位移及转角6.6（6）.计算桩顶内力7.计算土（7）.土面处8（8）.计算土面以下桩身弯矩计算见下表表计算顺序1000.000000.000001.000000.000000.000.00207.690.00207.6920.31.304-0.00450-0.000670.999940.30000-1.240.13207.6825.88232.4430

21、.62.609-0.03600-0.010800.998060.59974-9.942.03207.2951.73251.1140.93.913-0.12144-0.054660.985240.89705-33.5210.26204.6277.37258.7451.25.217-0.28737-0.172600.937831.18342-79.3132.39194.78102.70249.9361.56.5220.55870-0.420390.810541.43680154.2078.90168.34123.92525.3771.87.826-0.95564-0.867150.529971.6

22、1162-263.76-162.75110.07139.00148.0682.410.435-2.14117-3.59987-0.948851.35202590.96675.62-197.07116.614.21第四部分1.单桩承载力计算2.单桩变位由第三部分知：3.群桩承载力第五部分.小结 一周的墩台与基础课程设计就要告一段落了，回想起来，总是有几分酸楚几分喜悦。对于这次课程设计，绝对是万事开头难。最大的不适应是公式编辑器，操作起来难度太大，因为不熟练，常常要删去一大段自己写的式子，才能完成一部分计算，就像来回走艰难长征路一样的艰辛。比较津津乐道的一个情节就是，刚开始我经常左手鼠标右手键盘，

23、不过所显示的不是熟练而是笨重。这些天课程设计的一大收获就是与公式编辑器这一新朋友关系拉近了很多，意外的收获。重复了两次的是桩基础刚度系数及相关参数的就算。可能是因为越到最后心里素质越经不起考验的缘故吧，总是算错，而且错得离谱，甚至我现在都不敢对我的计算打保票。究其原因，大致为：一、不熟悉公式，几乎每一步计算都要紧紧跟随资料，这是导致错误的一重要原因。今后在学习中，应加强对公式的分析与理解并加上适当的记忆。二、软件不熟悉。对word和excel都不是很熟悉，平常接触机会比较少，这是不应该的，因为当今桥梁设计与施工已经进入了一个全新的智能化时代，不熟悉软件操作是很难得到一席之地的，所以，今后要有意识的加强这些及更多软件的联系与应用。当然，干每一件事需要的都是能力与发挥。能力在前面提到了，这发挥靠的是耐心、细心。作为一个桥梁专业学生，吃苦耐劳必不可少，而且不应该容许一丁点的错误，误差要尽自己所能，降到最低，这也应该作为今后的一个努力方向。