薄壁桥台台身设计尺寸的计算及分析
轻型薄壁桥台扩大基础计算示例(新规范)_yg
b.搭板布载
220.96
KN, 分 布荷载 qk =
15.24
m, 搭板计 算跨径 l0 =
3.50
KN/m2, 车 道数 n =
4.00 m
0.20 m,搭板 b = 0.20 m
-0.10 m,搭板e2 = 0.45 m
10.50 KN/m 3.30
台后到为 正,台前到 为负
备注
X(m) 4.10
Mx(KNm) 2986.62
备注
h(m) 0.47
备注
基底弯矩:
EC = RA = RB =
X=
MX = M=
λ*γ*H*h λ*γ*H*h/2 λ*γ*H*h/2
H/2 λ*γ*H2*h/8 RB*h3
汽车荷载引起的台身土侧压力ET
项目 汽车
λ 0.27
γ(KN/m3) 19.00
H(m) 7.11
RA(KN) 216.07
RB(KN) 216.07
EC(KN) 432.13
汽车荷载引起的基底土侧压力ET
项目 汽车
RB(KN) 216.07
h3(m) 1.50
M(KNm) 324.10
(二).竖直荷载计算
x(m) 3.55
Mx(KNm) 383.84
备注
1.恒载计算 上部梁板重力 P = γ*V/2 桥面铺装重力 P = γ*V/2 防撞栏自重 P = γ*V/2 搭 板 自重 P = γ*V/2
2.活载计算
1).汽车冲击系数计算
汽车冲击系数的计算,《规范》第4.3.2条填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥,涵洞以及
重墩力式台不计冲击力.
薄壁桥台的设计计算_pdf
薄壁桥台的设计计算薛富涛1，张海静2(1．山东省交通规划设计院，山东济南250031；2．菏泽市公路勘察设计院，山东菏泽274000)摘要：简要分析了薄壁桥台的结构受力状况，归纳总结了薄壁台内力计算公式，对薄壁桥台设计计算过程中应注意的问题进行了分析和探讨关键词：薄壁台；士压力；受力分析；裂缝计算中图分类号：U443．2文献标识码：B1概述每一条公路都需要修建数量众多跨越路网、沟渠的桥梁；特别是高等级公路，中小跨径的通道、小桥占公路桥涵总数量的一半以上；充分利用桥下空间、勿需台前溜坡的轻型墩台在中小桥的经济桥型布设中尤为适用。
为适应公路建设“安全、适用、经济、美观”的要求，广大公路建设者对中小桥的定型化、通用化设计进行了不懈的努力和探索，基本解决了公路桥梁施工和使用过程中的一系列问题，如：预制装配化、台身变形、台身开裂、施工安装顺序、台后路基填筑工艺等。
笔者对薄壁桥台设计过程中的构造、受力分析、抗裂计算进行归纳总结。
2薄壁桥台的适用条件路线经过山区、山前区等地质较好的路段，桥涵地基承载力一般较高，可采用配扩大基础的轻型墩台；路线经过平原地区，由于地基土颗粒细，堆积松散，桥涵地基承载力相对较低，可采用配桩基础的薄壁墩台。
轻台和薄壁台构造基本相同，轻台一般配扩大基础、顺桥向加支撑梁，按四铰刚构考虑；薄壁台设桩基础，台身上部与预制板铰结，下部弹性嵌固于桩基础。
由于受台身变形和抗裂限制，轻台高度一般在4．5m以下，薄壁台高度在适当将台身加厚、基础刚度加大以后可达6m左右；单孔桥跨一般不大于16m，多孔桥长不大于30m，应用最多的为单孔通道、小桥。
3薄壁桥台的施工安装3．1薄壁桥台的常见病害薄壁桥台最常见的病害就是施工期间纵向变形过大，施工、营运期间台身开裂；影响桥梁的正常使用，降低了结构的安全性和耐久性。
原因主要为：①施工顺序不当，上部梁板未与台身铰结(可采用锚栓等措施)即填筑台后路基。
②台后路基超载预压高度太大。
暗板桥薄壁式桥台背墙受力分析及承载力验算
３２ ２ 偏心压力引起 的弯矩 Ｍ 的计算 ．． 。 作用在 台帽的力由土重力引起 ， 以力 Ｆ＝ｙ 所 ＾× Ｌ×Ｈ ２ 式 中 ＾为 土 容 重 取 １ｋ ／ 。 Ｌ为 钢 筋 混 ／， ｙ ８Ｎ ｍ ， 凝土梁长取 ５ ８ ｍ， ．２ Ｈ为填 土高度 １．４ ６ ４ ｍ。弯矩 Ｍ ＝ ｅ，。 。 Ｆ× 。ｅ 为偏心距取 ０ １ｍ。计算 得弯矩 Ｍ ．６ 。
为 １７ ８ Ｎ ３ ． ｋ ｍ。
钢筋混凝土板、 支撑梁对台的支撑作用； 竖直方 向受 到钢 筋混凝 土板 对 台帽 的压力 。除 此之外 还有 土对
桩基 础 的作 用 。
本桥简化的将钢筋混凝土板、 支撑梁对 台的支 撑作用视为铰 ， 将钢筋混凝土板对台帽的偏心压 力 作用视为对台身的弯矩， 将土对桩基础 的作用视为
土 的作 用 ， 会产生 巨大 的土重 力 和主 动土压 力 ， 背 对 墙十分 不利 。本 文基于 对背 墙构 造尺 寸及 配筋 的担
心， 对背墙进行 了受力分析 ， 并进行 了抗弯承载力和 抗 剪承 载力 的验算 ， 以校 核 背 墙 的构造 尺 寸 及 配 筋 是否满 足要求 。
２ 主要计 算参数
帽顶 土压 力强 度 ｅ 为 ７ ． ｋ ／ 承 台底 土压 力 强 ８ ９Ｎ ｍ；
度ｅ 为 １６ ８ Ｎ ｍ。 ０ ．ｋ ／
３ 受力分 析及承 载能 力验 算
３ １ 受力分析 ．
本桥 为薄 壁式桥 台接 桩基 础 ， 台设 置支 撑梁 ， 承 构造 图见 图 １ 。受 力 分 析 ： 平 方 向受 到 土 压 力 和 水
利。
单位 ：ｃ ｍ
５ 结论
本文对一座高填土 的暗板桥进行 了受力分析，
图 ３ 单 兀 划 分 简 图
01-薄壁桥台说明
薄壁台下部构造说明一、技术标准及设计规范1. 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）2. 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）3. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）4. 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）5. 《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）6. 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）7. 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）8. 《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》（JTG D80-2006）9. 《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2006）二、技术标准三、主要材料1. 混凝土：薄壁桥台台帽、耳墙、台身、挡块、桥头搭板、波形梁护栏底座、承台、支撑梁采用C30混凝土，薄壁桥台中裙、挡墙采用C25混凝土，锥坡铺砌采用C25空心六棱块。
2．钢筋直径d≥12mm者，采用符合《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》（GB1499.2—2007）规定的带肋钢筋（HRB335钢筋）。
钢筋直径d＜12mm者采用符合《钢筋混凝土用钢第1部分热轧带肋钢筋》（GB1499.1—2007）规定的光圆钢筋（R235钢筋）。
3. 采用A3钢板应符合GB700-2006的规定。
四、设计及构造要点1．薄壁桥台的墩、台帽与预应力混凝土板之间用固定锚栓连接，下端采用钻孔灌注桩基础，设计原则是将上部作为桥墩台的支撑，与钻孔灌注桩基础共同抵抗台后土压力，桥台视为一次超静定。
为控制承台变位，对于台高≤4米且地基比例系数m＜5000Kn/m4和台高>4米时均在桩顶（承台）部位设支撑梁；对于台高≤4米且地基比例系数m＞5000Kn/m4，不设置支撑梁。
2．台后填土及锥坡填土采用8%灰土，内摩擦角φ=35°，填土容重为19kn/m3。
3. 桥头搭板长度：当桥头填高≥5米时，搭板长度取8米；当桥头填高＜5米时，搭板长度取6米,详见《公用构造》有关图纸。
第六课薄壁桥台设计
第六课薄壁桥台设计这节课我们继续讲桥台，薄壁桥台结构轻巧，圬工体积少，对地基承载力要求低，可配桩基础或扩大基础，是高等级公路小桥、立交和通道的常用的桥台结构形式。
薄壁台可与耳墙、挡土墙、八字翼墙等结合使用，桥台承受竖向和水平荷载，耳墙、八字墙起到挡土墙作用。
一薄壁桥台的构造薄壁桥台主要有台身、耳墙、承台、桩基组成。
二．薄壁台的绘图2.1用户界面鼠标移到桥梁通主菜单的“墩台绘图”下拉式菜单的“承台肋式台绘图”，根据需要点击不同功能菜单，达到完成施工图纸的目的。
值得一提的是，点击“薄壁桥台一般构造图”、“薄壁耳墙钢筋构造图”、“桥头搭板钢筋构造图”、“薄壁台帽钢筋构造图”、“薄壁台身钢筋构造图”、“薄壁承台钢筋构造图”、“薄壁桩基钢筋构造图”、“薄壁支撑梁钢筋构造图”、“薄壁锥坡、裙墙构造图”弹出的数据输入窗体均为静态窗体，此时无法操作其他任何窗体，除非把该窗体关闭。
每个窗体只对应相应功能的数据输入和图纸生成。
注意：1、背墙只能是台阶式。
直墙式和牛腿式正在开发。
2.2如何进行薄壁桥台图纸设计2.2.1薄壁桥台一般构造图点击“薄壁桥台一般构造图”，弹出“薄壁桥台一般构造图”数据输入窗体，根据提示输入有关数据，数据输入完毕存盘。
再点击“生成薄壁台一般构造图”按钮，图纸自动生成，并提示用户生成的图纸文件名。
进入AutoCAD R14,在Command:命令后面键入script+空格+文件名，即可将薄壁桥台一般构造图显示在屏幕上。
薄壁桥台一般构造图点击“薄壁耳墙钢筋构造图”，弹出“薄壁耳墙钢筋构造图”数据输入窗体，根据提示输入有关数据，数据输入完毕存盘。
再点击“生成薄壁耳墙钢筋构造图”按钮，图纸自动生成，并提示用户生成的图纸文件名。
进入AutoCAD R14,在Command:命令后面键入script+空格+文件名，即可将薄壁耳墙钢筋构造图显示在屏幕上。
薄壁耳墙钢筋构造图点击“桥头搭板钢筋构造图”，弹出“桥头搭板钢筋构造图”数据输入窗体，根据提示输入有关数据，数据输入完毕存盘。
新规范桩基薄壁桥台计算(EXCEL)
桩身周长 u (m) 3.770
桩端面积 Ap (m) 1.131
桩身自重
(kN)
0.8
282.7
(三) 冲刷线以下各土层的地质资料及计算： 土层厚度 土层 li
(m)
摩阻力 标准值 qik
(kPa)
岩石饱和单轴 抗压强度标准 值 frk
(kPa)
嵌岩段 侧阻力 uc2hifrk
(kN)
桩周土 侧阻力 0.5ζ suliqik
嵌岩深度 h
岩石风化程度 中风化
岩体完整程度 较破碎
1696.5承载力容许值
P=单桩轴力+桩身自重-置换土重 满足
(kN)
2392.1
5 12 13 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28
28 28 28 28 28
支承、嵌岩桩桩长计算
(一) 桩基信息： 单桩顶轴力
(kN)
桩基直径
(m)
桩顶以下 冲刷深度
(m)
初拟桩长
(m)
桩的容重
(kN/m )
3
桩扣除比重
(kN/m )
3
2109 (二) 设计数据： 端阻发挥 系数 c1 0.3
1.2
0
20
25
12.5
岩层侧阻 发挥系数 c2 0.024
覆盖层侧阻 发挥系数 ζ
28 28 28 28 28 桩周土总侧阻力 嵌岩段总侧阻力 桩端位于第4层土中 7 总端阻力 c1 Ap frk 5000 (kN) [Ra ] (kN) 0.5ζ s u∑li qik u∑c2 hi frk (kN) (kN) frk
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2050.8 3166.7
钢筋混凝土薄壁桥台设计方案计算与应用
钢筋混凝土薄壁桥台设计计算与应用【摘要】：随着交通运输业的高速发展,高速公路建设日益广泛,桥梁在高速公路中占有很重要作用。
在跨越设计流量不大,或是立交桥通道等小跨径桥梁中,薄壁式墩台有其较大的优越性:薄壁桥台受力合理,工程数量少。
可以满足各种地基承载力要求,且施工中基坑开挖土方量少。
跨越能力较大,不受放坡限制,节约孔径,充分利用桥下净跨。
而且桥型轻巧美观,易于施工等特点。
本文主要对薄壁桥台进行了计算,具体计算实例为扩大基础薄壁台。
扩大基础薄壁桥台受力主要特点: 1、利用上部构造及下部构造的支撑梁作为桥台的支撑,以防止桥台向跨中移动。
2、整个构造物(扩大基础薄壁桥台)为四铰刚构系统。
3、台身按上下铰接支撑的简支竖梁承受水平力和竖向力。
扩大基础薄壁桥台具体从以下几个方面进行计算: 台在侧向土压力作用下台身作为竖梁进行截面强度计算在桥台作为竖梁计算时,首先,最不利布载方式为:将荷载布置在台背的路堤填土破坏棱体上,车辆荷载和填土对台身产生土压力,桥台在土压力作用下产生弯矩、剪力,以及桥梁验算截面以上上部构造和桥台自重产生的支反力,在最不利荷载组合下,验算截面强度,包括偏心受压强度计算、受弯截面强度验算。
其次,验算稳定性,验算偏心受压弯曲平面内的纵向稳定、验算中心受压非弯曲平面内的纵向稳定。
第三,进行配筋验算,将桥台作为受弯构件,承受上部台身的恒载及活载,还承受台背土压力产生的弯矩,在最不利荷载组合下,验算台身底部截面强度。
台在竖向荷载作用下横桥向作为一根弹性地基短梁进行截面强度验 WP=64 算。
薄壁桥台长度L,在L 时,把桥台当支承在弹性地基的短梁计算。
首先,验算地基的短梁条件,计算各种荷载作用时引起的弯矩。
其次,进行内力组合。
第三,在最不利荷载组合下,验算台身横向截面强度。
基础底面最大压应力验算桥台的基底应力为桥台重力引起的应力和桥跨结构、车辆荷载引起的压应力之和,计算得压应力之和不得超过地基土的容许承载力。
新规范桩基薄壁桥台计算(EXCEL)
桩身周长 u (m) 3.770
桩端面积 Ap (m) 1.131
桩身自重
(kN)
0.8
282.7
(三) 冲刷线以下准值 qik
(kPa)
岩石饱和单轴 抗压强度标准 值 frk
(kPa)
嵌岩段 侧阻力 uc2hifrk
(kN)
桩周土 侧阻力 0.5ζ suliqik
嵌岩深度 h
岩石风化程度 中风化
岩体完整程度 较破碎
1696.5 6914.0 >
单桩轴向受压承载力容许值
P=单桩轴力+桩身自重-置换土重 满足
(kN)
2392.1
5 12 13 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28
28 28 28 28 28
28 28 28 28 28 桩周土总侧阻力 嵌岩段总侧阻力 桩端位于第4层土中 7 总端阻力 c1Apfrk 0.5ζ su∑liqik u∑c2hifrk (kN) (kN) frk 5000 (kN) [Ra] (kN)
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2050.8 3166.7
(kN)
5 12 13 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28
1 2 3 4
5 7 1 15
40 140 180 5000
0.0 0.0 0.0 3166.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
301.6 1477.8 271.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
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壁 台又存 在很 多问题需要设 计优化 ， 现 阶段设 计 中有 很多优 化措 施， 但是不是每种都 能真 正达 到优 化效果 ， 这 需要计 算 和实 际工
程来检验 。本文就 将通 过计算 比较 分析 增加 台身厚 度是 否 是一 种有效 的设计 优化措施 。
７ ） 建筑 材料 ： 桥 台混凝 土的重力 密度 ２ ５ ｋ Ｎ ／ ｍ ； 台身混凝土 强度等级 Ｃ ３ ０； 台身主筋 Ｂ １ ６ ｉ ｎ ｏ。 ｔ
２ ］ 孙永茂． 论桥 梁裂缝产 生原 因［ Ａ］ ． 公路 工程 建设 文集［ Ｃ ］ ． 为减少混凝 土早 期 自收缩 ， 保 证 表层 混 凝 土有 密 实 的微 结 ［ 北 京 ： 人 民 交通 出版 社 ， ２ ０ １ １ ． 构， 充分的潮湿养护过程尤其重要 ， 湿养 护的 同时 ， 还要 控制 混凝 ３ ］ 建筑施工手册 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， ２ ０ ０ １ ． 土的温度变化 。根据夏 季散热的综合措施 ， 保证 混凝 土 内表 １ ３年 ６月
山 西 建 筑
Ｓ Ｈ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． １ ６
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
・１ ６ ９・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ０ １ ６ ９ － ０ ３
０ ． ２ ｇ ； 阻尼 比 ０ ． ０ ５ 。
３ ） 汽车荷 载 ： 公路一级 ； 同向行驶 ； 设计 车道数为 ３ ； 车道折 减
３ ） 计算两种 情况 下混 凝 土 的抵抗 弯矩 ， 所依 据 的力学 公 式
如下 ：
＝
系数 ０ ． ７ ８ ； 桥 台传递制动 力比例 ０ ． ５ 。 ４ ） 上部结 构 ： 一孔 上部结构 重力为 ２ ２ ２ ０ ｋ Ｎ； 上部结 构混凝土
梁跨径 、 施工便捷 、 外 形简 洁美观 等优 点。但是 在实 际工 程 中薄
强度 等级 Ｃ ３ ０ ； 上部结 构跨 中处 延米结构重力 为 ２ ９ ｋ Ｎ ／ ｍ； 上部结 构跨 中截面惯 性矩 ０ ． ０ ４ ｍ 。
５ ） 桥 台原尺 寸如 图 １ 所示 。
６ ） 桥 头 搭板 ： 搭板 长 度 ６ ｍ； 搭板 宽 度 １ １ ． ７ ５ ｍ； 搭 板厚 度
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｂｏ ｘ ｇ ｉ ｒ ｄ ｅ ｒ
‘ 】●… ＇ … ， ０ｌ
Ｍ
（ １ ）
分层 厚度应符合规范要求 。要注 意两侧对称 浇筑 ， 浇筑 时滴落在 在可控 的范 围内。
内模或翼缘板上 的混凝 土 应及 时清理 。在 下层 混凝 土初凝 前 浇 ３ 结论 和建 议 筑完上层混凝土 。浇 筑时 以插 入式 振捣器 为 主 ， 底、 腹 板处 采 用 附着式振捣器辅助振 捣。振捣 时严格 按“ 快 插慢 拔 ” 的技 术要领 进行操作 ， 振捣 上层 时应 插入 下 层 中 ５ ｃ ｍ ～１ ０ ｃ ｍ， 移 动振 捣 棒 通过对造成混凝 土早期裂缝原 因的调查分 析 ， 对 影响混凝 土 质量 ， 造成混凝土早期裂缝 的人工 、 材料 、 机械 、 施工工 艺 、 环 境五
时， 移动距 离不 超过作 用半 径 的 １ ． ５倍 。防止 漏振 或 过振 ， 一 般
振捣时 间不应少 于 ３ ０ Ｓ 。要 避免 振捣 棒触 碰模 板和 预应 力波 纹 管 。箱梁浇筑完成后 ， 顶 板混 凝 土在初凝 之前 ， 要用 力搓 揉进 行 二次抹面 ， 以消除表面收缩裂缝或塑性裂缝 。
下钢筋所分担 的抵抗弯矩相 同。
计算实例 ： 新疆某项 目 １ — ８ ｍ钢筋混凝土简支空心板通道桥 。
１ 设计 资料
１ ） 总体 情 况 ： 结构 重 要性 系 数 。＝１ ． ０ ； 桥梁 计算 跨 径 ｚ ＝
８ ｍ； 环境类别 Ｉ 类。 ２ ） 地震 资料 ： 桥梁 抗 震 设 防类 别 Ｂ类 ； 地震 动 峰 值 加 速度
ｅ ． 混凝土的养生 。
大方 面采取 了切 实有 效的措 施 ， 改进 和创新施 工工 艺 ， 混 凝 土的
早期裂缝得 到了有效 的控 制 ， 提 高 了结 构 的质量 和耐久 性 ， 优质 圆满地完成 了箱 梁的施工 任务。
参 考文献 ：
［ １ ］ 严 家假． 道路 建筑材料 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人 民交通 出版社 ， １ ９ ８ ５ ．
２ 计 算条 件
本文将对 台身厚度为 ０ ． ６ ｍ（ 以下 简称原 ） 与 台身加厚至 ０ ． ７ ｍ （ 以下简称加厚 ） 两种情况 下的台身受力进行计算 比较 ， 预 比较 上 述两种情况 ， 需先做 下述假设及计算 ： １ ） 取台身宽度方 向任意 １ ｍ作为计算单元 。 ２ ） 假设两种情况 下台身所配钢筋数量相 同 ， 换言之 两种 情况
薄 壁 桥 台 台 身 设 计 尺 寸 的 计 算 及 分 析
樊 琰 刘 勇
摘
师 影
１ ０ ０ ０ ７ ８）
（ 北京华景交通新技术开发有限公司 ， 北京
要： 结合具体的工程实例 ， 对台身厚度为 ０ ． ６ ｍ与 台身加厚 至 ０ ． ７ ｍ两 种工况 下的台身受 力情 况进行 了计 算 ， 并对其 永久作
用效应 、 偶 然作用效应及计算结 果进行 了比较分析 ， 得 出了有意义 的结论 。 关键词 ： 薄壁桥台 ， 台身 ， 计算 ， 受力
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ３ ． ２ １ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
薄壁桥 台是近 年来小跨 径 公路桥 梁 、 高 等级公 路 、 城 市道 路 的通道 、 跨线桥普遍采用 的下部结 构形式 。薄壁 台具 有可减 少桥