简支梁桥下部结构计算书

计算书工程名称：设计编号：计算内容：桥梁计算书共页计算年月日校核年月日审核年月日专业负责年月日目录一、计算资料....................................................................................................................3二、桥梁纵向荷载计算....................................................................................................31．永久作用......................................................................................................................32．可变作用......................................................................................................................4三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算....................................4四、墩台桩基竖向承载力计算........................................................................................5五、桥台桩身内力计算....................................................................................................51、桥台桩顶荷载计算......................................................................................................52、桥台桩基变形系数计算..............................................................................................53、m法计算桥台桩身内力...............................................................................................6六、桥墩桩身内力计算....................................................................................................71、桥墩墩柱顶荷载计算..................................................................................................72、桥墩桩基变形系数计算..............................................................................................73、m法计算桥墩桩身内力...............................................................................................7七、桥台、桥墩桩基桩身强度校核................................................................................81、桥台桩基桩身强度校核..............................................................................................82、桥墩桩基桩身强度校核..............................................................................................9一、计算资料1．设计荷载汽车荷载：城—A级人群荷载：按《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)10.0.5条取用。2．桥梁跨径及横断面布置跨径组合：3×13m简支梁桥，单孔计算跨径：l0=12.60m；桥梁横断面：4.5m(人行道)+15m(混行车道)+4.5m(人行道)=24m。3．桥梁主要构造上部结构采用3跨13m装配式先张法预应力空心板梁（使用《中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图》板梁系列，编号36-2分册，交通部专家委员会等编制）。下部结构采用桩柱式桥墩、桥台。墩台基础采用φ120cm钻孔灌注桩。4．桥梁主要材料(1)、混凝土空心板梁：采用C50砼预制，C40砼封端，板梁铰缝采用C50砼浇注；桥面铺装：10cm厚C50砼现浇层+4cm细粒式沥青砼（AC-13C）+6cm中粒式沥青砼(AC-20C)；墩台盖梁：C30砼；墩台桩基础：C30水下砼。(2)、钢筋普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋，板梁预应力钢筋为Φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线。5．计算依据《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD60-2004)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD60-2004)6．计算内容由于设计周期较短，设计时桥梁上部结构套用《中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图》（板梁系列，编号36-2分册，交通部专家委员会等编制）图纸，不再进行验算，本计算书主要对桥梁墩台、桩基等下部结构进行计算。二、桥梁纵向荷载计算1．永久作用(1)、单片板梁自重(含封端砼)：中板：4.93×26+0.24×25=134.18kN边板：6.61×26+0.24×25=177.86kN(2)、二期恒载①、单条铰缝：1.029×25=25.72kN②、防水砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×25=32.5kN③、沥青砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×24=31.2kN④、单侧单孔栏杆自重：8×13=104kN⑤、单侧单孔人行道(枕梁+人行道板+铺装)自重：(5.73+3.94+3.04)×25=317.75kN2．可变作用(1)、汽车荷载：城—A级，q=10.5kN/m，P=212kN/m(2)、汽车冲击荷载：冲击系数u=0.368(3)、人群荷载：3.5kPa三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算桥墩、桥台盖梁采用桥梁通V7.78计算，盖梁按照连续梁模式分别计算其抗弯、抗剪和裂缝宽度验算。计算时程序自动对汽车荷载和人群荷载进行最不利加载，并计入纵横向折减，永久作用为计算者手动输入到程序中。计算结果：桥墩、桥台盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图详见“附图1桥墩盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图”、“附图2桥台盖梁弯矩包络图、剪力包络图和裂缝配筋图”。根据包络图可见，桥墩、桥台盖梁纵向配筋基本由裂缝验算控制。控制因素部位计算配筋实际配筋桥墩盖梁裂缝上缘12C2516C25裂缝下缘8C2516C22桥台盖梁裂缝上缘11C2213C22裂缝下缘7C2213C20盖梁抗剪验算按照已知箍筋间距计算斜筋根数的方法计算，盖梁配置四肢C14箍筋，计算其在盖梁桩顶截面需要配置的斜筋根数，具体根数详见剪力包络图。四、墩台桩基竖向承载力计算由桥梁通对桥墩、桥台盖梁的计算可知，桥墩桩基墩柱顶竖向荷载Nmax=2236.8kN，桥台桩基桩顶竖向荷载Nmax=2014.3kN。在桥台桩长计算时，由于场地赋存较厚软弱土层，应考虑桩基负摩阻力的不利作用。其中0#桥台桩基负摩阻力Nq=371kN，3#桥台桩基负摩阻力Nq=410kN，负摩阻力作为外荷载加在桩顶。墩台桩基竖向承载力验算采用计算者自编excel程序计算，桩基均按摩擦桩设计，计算过程见附表1～4。五、桥台桩身内力计算1、桥台桩顶荷载计算桥台荷载计算时，一般考虑以下三种工况：(一）桥上有活载，台后无活载；(二）桥上无活载，台后有活载；(三）桥上有活载，台后有活载。由于在前述桥梁通计算桩顶竖向荷载时，为考虑了桥跨与搭板上均分布有汽车荷载所得到的结果，同时本桥跨径小，为计算简便，故盖梁底水平荷载与弯矩按第三种工况计算，其他两种工况不再计算。此时需计算的荷载包括：恒载（上部结构自重、桥台自重）、桥上汽车、人群荷载、台后有车辆荷载等时产生的土压力，同时考虑制动力的不利影响。桥台盖梁底水平力与弯矩计算结果(弯矩以主动土压力方向为正)水平力(kN)弯矩(kN.m)上部结构自重-89.9桥台自重-1769.7台后主动土压力259.0190.0台后车辆荷载等产生的附加土压力310.0341.0汽车、人群荷载（含汽车冲击力）-42.4汽车制动力165214.5合计734-1156.5则桥台单桩桩顶水平力H=734/5=146.8kN，弯矩M=-1156.5/5=-231.3kN/m。2、桥台桩基变形系数计算桩基直径d=1.2m，kf=0.9，k=1.0桩台桩基计算宽度b1=kkf（d+1）=1.98m桩惯性矩I=1/64×3.1416×1.24=0.1018m4桩抗弯刚度EI=0.8ECI=0.8×3×107×0.1018=2442902kN.㎡地基土水平抗力系数的比例系数m=4000kN/m4桩台桩基变形系数15540001.982442902mbEI=0.318/m桥台桩长h=31m，αh=0.318×31=9.862.5，故桥台桩基可按弹性桩计算。3、m法计算桥台桩身内力桥台桩基内力采用m法计算，利用桥梁博士V3.3基础模块输出计算结果如下：单桩内力和位移效应输出坐标位移弯矩剪力土应力0.000.0030-231.3146.80.0-1.550.0023-17.0122.514.1-3.100.0015133.769.918.6-4.650.0008198.115.915.6-6.200.0004191.4-22.39.1-7.750.0001140.4-39.72.6-9.30-0.000177.0-39.4-2.4-10.85-0.000125.5-25.9-5.9-12.40-0.00022.3-2.8-9.0-13.95-0.0002-0.0-0.0-10.5-15.50-0.0002-0.0-0.0-11.6-17.05-0.0002-0.0-0.0-12.8-18.60-0.0002-0.0-0.0-13.9-20.15-0.0002-0.0-0.0-15.1-21.70-0.0002-0.0-0.0-16.3-23.25-0.0002-0.0-0.0-17.4-24.80-0.0002-0.0-0.0-18.6-26.35-0.0002-0.0-0.0-19.8-27.90-0.0002-0.0-0.0-20.9-29.45-0.0002-0.0-0.0-22.1-31.00-0.0002-0.0-0.0-23.2六、桥墩桩身内力计算1、桥墩墩柱顶荷载计算由桥梁通对桥墩盖梁的计算可知，桥墩墩柱顶竖向荷载Nmax=2236.8kN，此时考虑制动力分配作用于墩柱顶。单个墩柱承担的制动力Fbk=165/5=33kN制动力在墩柱顶产生的弯矩M=165×1.3/5=42.9kN.m2、桥墩桩基变形系数计算桩基直径d=1.2m，kf=0.9，k=1.0桩墩桩基计算宽度b1=kkf（d+1）=1.98m桩惯性矩I=1/64×3.1416×1.24=0.1018m4桩抗弯刚