桥台计算书

桥台计算书 Prepared on 22 November 2020
桥台计算书
设计：葛翔
复核：
审核：xiangxiang
目录
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U型桥台计算
1 计算依据与基础资料
标准及规范
标准
上部构造形式：预制后张法预应力混凝土简支空心板
下部构造形式：重力式U型桥台
设计荷载：城市－A级
结构重要性系数：
规范
《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）
《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2015（简称《通规》）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2012（简称《预规》）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 主要材料
1）混凝土：桥台台帽、背墙采用C30混凝土，侧墙C25混凝土，台身、扩大基础C25片石混凝土，容重均采用24 kN /m 3； 3）钢筋：采用HRB400，sk 400MPa f =，5S E 2.010MPa =⨯； 采用HPB300，sk 300MPa f =，5S E 2.110MPa =⨯。

cm ）
假设台背铅直，基础墙趾扩散角=tan-1（50/100）=<混凝土最大刚性角40o满足要求，台后填土与水平面夹角β=0。

墙背填土容重γs=19KN/m3,
计算内摩擦角Φ=40o。

桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,
基底摩擦系数μ=,
地基容许承载力[σ]=2500Kpa。

人群荷载q=3kN/m2，
上部构造反力--恒载标准值p1=，
上部构造反力--活载标准值p2=。

2 荷载计算
桥台及上部结构的荷载计算
桥上部反力
表上部构造荷载
计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心弯矩，首先计算各部分重力及其对基础底前趾点“A”弯矩；
由上表可知，桥台及台内填土重合计：；桥台及台内填土对A 点弯矩合计：；则桥台及台内填土对基础底中心力臂为：桥台及桥台内填土对基础底偏心弯矩：
台后土压力
式中：γ——土容重，γ=19KN/m3；
B——桥台计算宽度，B=；
H——桥台计算高度，H=7m；
h——破棱体范围内车辆荷载的等代均布土厚度；
μ——主动土压力系数。

θ
破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算：
式中：ϕ——土内摩擦角，ϕ=40o；
β——填土表面与水平线夹角，β=0o ； α——台背与竖直面夹角，α=0o ； δ——台背与填土间摩擦，δ=ϕ/2=20o ；
则o o o o
=++=0+20+40=60ωαδϕ ，
破坏棱体长度 tan 70.5183 3.628o H m θ==⨯=
在o 长度内按最不利布置车辆荷载，可布置一个后轴车辆荷载280KN ，在桥台计算宽度内，8m 行车道，可布置两辆车，故
2280560G KN =⨯=∑
用库伦土压力公式计算
土压力作用点距桥台基底距离c ， 土压力对桥台基底弯矩
当台后无活载时，h=0，土压力计算如下： 土压力作用点距桥台基底距离c ， 土压力对桥台基底弯矩
温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力
简支板及桥面连续的施工温度为15o C ～25o C ，计算温度力时的温度取值：“公路桥涵设计通用规范“P35 ，表，公路桥梁结构的有效温度标准值，混凝土、石桥，温热地区为+34至-3度。

则温升为34-15=19o C ，温降为25-（-3）=28o C 。

桥台为重力式U 台，其刚度可假定为无穷大，桥台与其上支座串联，且桥台刚度假定为无穷大，故它们的集成刚度及为支座刚度，其上有一排24个支座，一排支座的刚度为
混凝土的收缩应力，参考1985年” 公路桥涵设计通用规范”P18 ,装配式钢筋混凝土结构的收缩影响力相当于降温（5-10）o C ，平均取。

混凝土徐变影响，按比拟法，参考“公路桥梁伸缩装置”一书(人民交通出版-2001年)P117, 混凝土的徐变与收缩之比为=，按混凝土收缩与徐变关系换算，相当于降温*=度。

则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28++=51o C ，它们使上部构造两端向中间收缩，中间必86有一个不动点，其离0号桥台距离：
式中 c ——收缩系数，c=⨯=；
i i
K L ——桥墩（台）支座顶部集成刚度⨯桥墩（台）距0号
台的距离；
R μ——活动支座的支座摩阻力，假定不动点以右为正，以左为负，本桥无活动支座，不计此项。

由上部结构降温及混凝土收缩、徐变在各墩台的支座顶产生的水平力为：
0号台 8211200.0005186.17o P xK c KN ==⨯⨯=
按规范JTG D60——1级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN 。

在16m 范围内，可布置一辆550KN 的车，一辆车的10%为55KN ；同向行驶双车道乘以2，为110KN<165KN ，则按165KN 计。

0号台为简支梁桥台、固定支座，应计制动力等于165KN 。

作用力汇总
表 桥台基础底面外力汇总表
4地基承载力计算
基础底面积 A=⨯基础底抗力矩 基础底应力 荷载组合Ⅰ：
max min 20679.8934443.05
116.4021433.562P =
±
<地基容许承载力400KN/m 2
荷载组合Ⅱ：
max min 20679.8935929.21
116.402143.562P =
±
<×400=500KN/m 2
以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，承载力满足要求。

5偏心距验算 基础底核心半径
143.562 1.233116.402W m A ρ=
==
桥台仅受恒载作用时：
023629.33
1.35317468.35M e m N =
==
22
1
15.737.4143.5626
W m =⨯⨯=
荷载组合Ⅱ：035963.68 1.73920679.89M e m N ===
以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，偏心距验算满足要求。

6抗倾覆及抗滑移稳定性验算
抗倾覆稳定性验算
荷载组合Ⅰ：
034477.51 1.66720679.89M e m N === 荷载组合Ⅱ：035963.68 1.73920679.89M e m N ===
以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。

抗滑移稳定性验算
式中i P ∑——竖向力总和；
ip H
∑——抗滑稳定水平力总和； ia H ∑——滑动水平力总和；
μ——基础底面与地基之间的摩擦系数，取。

荷载组合Ⅰ：0.420679.890 4.96 1.31667.8c k ⨯+==> 荷载组合Ⅱ：0.420679.890 4.4 1.21880.11c k ⨯+=
=> 以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗滑移稳定性满足要求。

7伸缩缝的选择
温降、混凝土收缩及徐变、制动力引起的伸缩量
由以上计算知，在桥台的支座上由于温降影响、混凝土收缩及徐变、制动力产生的水平力为，每个支座的水平力为T=24=10465N 支座剪切变形正切值 TANΦ=T/AG=10465/47143×=
支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ
=70×=
温升、制动力引起的伸缩量
由以上计算知，在桥台的支座上由于温升影响制动力产生的水平力为32+165=197KN，每个支座的水平力为T=197/24=8208N 支座剪切变形正切值 TANΦ=T/AG=8208/47143×=
支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ
=70×=
伸缩缝选型
根据以上计算伸缩缝安装以后，伸缩缝可能拉开，可能合拢。

伸缩缝的伸缩量合计∑Δ=+=。

采用GQF-C40型伸缩缝，该伸缩缝允许拉伸或压缩各40/2=20mm
伸缩缝计算拉开量<20mm，
伸缩缝计算合拢量<20mm，采用GQF-C40型伸缩缝满足要求。