重力式桥墩计算示例

重力式桥墩计算示例

(一) 设计资料

1. 上部构造为装配式混凝土空心板，上部构造恒载支点反力为3291.12KN.

标准跨径:L=16(两桥墩中心线距离);

预制板长:l=15.96(伸缩缝宽4);

计算跨径:lj=15.60(支座中心距板端18cm);

前面净宽:净-11.25。

2. 支座型式:版式橡胶支座。

3. 设计活载:汽车-超20级;挂-120级。

4. 地震基本烈度8度。

5. 桥墩高度:H=8。

6. 桥墩型式:圆端型实体桥墩。

7. 桥墩材料:墩帽用25号钢筋混凝土，墩身和基础用20号片石混凝土。

8. 地基:地基为岩石地基、地基容许承载力[Q0]=2000。

(二) 拟定桥墩尺寸

1. 墩帽尺寸

按照上部构造布置，相邻两孔支座中心距离为0.4，支座顺桥向宽度为0.2，支座边缘离桥墩身的最小距离为0.15。本桥位于地震基本烈度8度地区，梁端至墩台帽最小距离a(cm)还应满足抗震设计规范第4.4.3

条规定，即a 50+L，则a=50+15.6=65.6。墩帽宽度2×0.656+0.04=1.352。取满足上述要求的墩帽宽度为1.40。墩帽厚度取为0.4。

上部构造为12片空心板，边板宽1.025m。中板宽1.02m，整个板宽为

1..025×2+1.02×10=1

2.25。两边各加0.05，台帽矩型部分长度为12.35。两端各

加直径为1.40的圆端头，高出墩帽顶面0.3作为防震挡块，墩帽全长为13.75。mmmmmmmmcmmmmmkPammmmcmm

2. 墩身顶部尺寸

因墩帽宽度为1.40，两边挑檐宽度采用各0.10，则墩身顶部宽1.20。墩身顶部矩形部分长度采用12.35，两端各加直径为1.20的半圆形端部，则墩身顶部全长为13.35。

3. 墩身底部尺寸

墩身侧面按25:1向下防坡，墩身底部宽度为1.81，长度为

12.35+1.81=14.16m。

4. 基础尺寸

采用两层台阶式片石混凝土基础，每层厚度0.75，每层四周放大0.25，上层平面尺寸为2.31×14.66，下层平面尺寸为2.81x15.56。

桥墩尺寸见图

(三) 荷载计算

1( 恒载计算

1)上部构造恒载反力:G1=3291.12

2)墩身自重计算

桥墩共分为五段(见图)，其中墩帽为一段(S1)，墩身为四段(S2、

S3、S4、S5)

(1)墩帽重力计算G1=(1.4×12.25×0.4+π/4×1.4×0.7)×25=199.84KN

22 kNmmmmmmmmmmm(2)墩身重力计算墩身I截面面积Fi=π?4×Bi+12.35Bi墩身分段重力Gi=Fi-1+Fl?2hiy(见表2-1-17

(3)基础重力及基础襟边上的土重力

G7=(2.31×14.46+2.81×15.16)×0.75×24+(2.81+14.6)×2×0.25×0.75×18=13 76.36+117.92=1494.28

墩身重力计算 Kn

2( 活

2.荷载计算

1) 汽车荷载

(1) 双孔荷载、双列车布置(见图2-1-13)

R1=[30+0.281+120×(0.473+0.563)+140×1.012]×2=548.86KN

R2=(70×0.283+130×0.027+140×0.924)×2=305.36KN 对墩中心产生的弯矩M=(548.86,305.36)×0.2=48.7KN.m

(2) 单孔荷载、双列车布置(见图2-1-14)

R1=[30×0.191+120×(0.383+0.473)+140×(0.922+1.012)]×2=758.42KN 对墩中心产生的弯矩

M=758.42×0.2=151.68KN.m

(3) 汽车横向排列(图2-1-15)

(4) 在横桥向，汽车靠一边行驶是，两行汽车荷载的合力偏离桥中

线4.225m。对于实体桥墩，不考虑活载冲击力。横桥向墩中心弯矩:

单孔单列 M单=758.42/2×4.225=1602.16knN.m

双孔双列 M双=(548.86+305.36)×2.675=2285.04KN.m

2) 挂车荷载

(1) 双孔荷载(见图2-1-16)

R1=R2=300×(0.808+0.885)=507.90kN

对墩中心产生的弯矩 M=0

(2) 单孔荷载

R1=300×(0.601+0.678+0.935+1.012)=967.8kN

对墩中心弯矩M=967.8×0.2=193.56kN.m

(3) 横向排列(见图2-1-17)

在横桥向，挂车-120靠一边行驶，荷载合力偏离桥中线3.275m

横桥向弯矩M=507.9×2×3.275=3326.75kN.m

3.水平荷载计算

1) 汽车制动力

本例为单向双车道，制动力应按一行车队的10/0或一辆重车的30/0考虑。荷

载布置见图2-1-18 一行车队总重的10/0

T=(200+550)×0.1=75kN

一辆重车的30/0

T=550×0.3=165kN

2) 制动力对墩身各截面产生的弯矩(按制动力作用点在板式橡胶支座顶面计算)

1-1截面 M1-1=165×0.46=75.9kN.m

2-2截面 M5-5=165×8.06=1329.9kN.m

基底截面 M基=165×9.56=1577.4kN.m

(四)地震荷载计算

1. 顺桥向水平地震设计计算

计算公式见地震设计规范(JTJ004—89)第4.2.2条。

(1) 墩身各段重力计算同前表2-1-17。

(2) 墩身分段重心位置

Hi=hi/3×(2Fi-1+Fi)/(Fi-1+Fi)+2(n-i) (本例分段数n为6)

墩帽重心至基顶距离 Hi=7.8m