空心墩墩身计算书

空心墩墩身计算书

一、设计资料

桥梁跨径：L=40m

路基宽度：W=26m

桥梁跨径组合：4×40m

空心墩尺寸：

横桥向宽度4.25m（对应悬臂长度3.5m）

顺桥向宽度2.4m、3m、4m三种

空心墩壁厚：

空心墩尺寸表

二、桥墩集成刚度计算假定

1、一联桥中，仅仅计算三个中墩的受力，不考虑过渡墩的受力。

2、偏安全考虑，汽车制动力的分配按照三个中墩的集成刚度分配。

3、一联桥梁中，空心桥墩墩高分别采用低限和高限的组合

即：采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用40m、50m、50m；

采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用50m、60m、60；

采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用60m、70m、70。

4、主梁的收缩徐变折成降温计算，降温温度取30℃。

5、为取得最大水平力，温度变化须与收缩徐变变化一致，升温不控制设计，升温水平力不做计算。故由温度变化引起的水平力，仅考虑降温引起，降温温度取25℃。

6、在中墩处均设置固定支座，过渡墩处设置滑板支座。

三、桥墩集成刚度计算

1、桥墩几何参数计算

空心墩墩身惯矩按照下式计算：

33)2)(2(12

1

121t h t b bh I ---=

桥墩几何参数

2、桥墩抗推刚度计算

按照《铁路桥涵设计规范（TBJ2-85）》第5.3.1条，计算抗推刚度时，混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的0.8倍，桥墩抗推刚度按照下式计算,即：

3

8.03H EI

d ⨯=

ρ 其中：E-混凝土弹性模量，C30混凝土，E=3×104MPa ； H-桥墩高度

桥墩抗推刚度

3、支座刚度计算

支座为板式橡胶支座，规格为GYZ425×99，每个桥墩顶8个支座。 支座刚度按照下式计算,即： t

nAG

z =

ρ 其中：n-支座的个数；

A-支座的面积；

G-支座的剪切模量，取1.1×104MPa ； t-支座橡胶厚度，取支座高度的0.8倍；

支座刚度：ρz =15763KN/m 4、桥墩集成刚度计算

桥墩与支座串联，桥墩的集成刚度按照下式计算,即：

z

d z

d ρρρρρ+=

.

桥墩集成刚度

四、桥墩墩顶水平力计算

1、一联桥梁变形零点计算

变形零点按照下式计算,即：

∑∑∑+=

i

i i i L K C R

L K C X μ

其中：C —收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃，C=1E-5×55=0.00055； i i L K -桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积；

R μ-桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，如为滑板支座，取0。

桥墩变形零点

注：表中变形零点为距离小桩号过渡墩（桥台）的距离。 2、收缩徐变、降温产生的水平力

水平力按照下式计算,即：

i K X t C H ⨯∆⨯∆⨯= 其中：C —收缩系数；

Δt —收缩徐变或降温的温度差； ΔX —桥墩距离变形零点的距离； K i —桥墩抗推刚度。

收缩徐变、降温产生的水平力

表中水平力正号表示力的方向指向小桩号过渡墩（桥台），负号表示力的方向背离小桩号过渡墩（桥台）。 3、墩顶制动力计算

桥梁一联长度：4×40=160m ，

均布荷载q k =10.5KN/m ，集中荷载P k =320KN

一列车道荷载的10%为(160×10.5+320)×10%=200KN ＞165KN 故：总制动力Hz=200×3×0.78=468KN 每个桥墩上分配的制动力为：

z i

i

i H K K H ∑=

墩顶制动力

4、风力计算

横桥向风荷载假定水平的垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上，其标准值按照

JTG D60-2004第4.3.7条公式计算。

wh d wh A W k k k F 310= g

V W d d 22

γ=

；g

V W 2210

0γ=

；1052V k k V d =；z e 0001.0012017.0-=γ

其中： k 0 - 设计风速重现期换算系数，对于单孔跨径为大桥和特大桥的桥梁，k 0=1.0； K 1 - 风阻力系数，由JTG D60-2004表4.3.7-6查取

k1表

K 3 - 地形、地理条件系数，由JTG D60-2004表4.3.7-1取用，本桥取为1.4； K 2 - 考虑地面粗糙程度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，由JTG D60-2004表4.3.7-3取用，本桥按照70米高度、B 类地面粗糙程度，取为1.36； K 5 - 阵风风速系数，本桥按照B 类地表，取为1.38；

g – 重力加速度，g=9.81m/s 2 V 10 – 0.45KN/m 2

按照JTG D60-2004第4.3.7条第2款，“桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积计算”。

纵桥向、横桥向风力表

五、桥墩墩墩底弯矩计算

1、收缩徐变产生的弯矩

收缩徐变产生的弯矩表

2、降温产生的弯矩

产生的弯矩表

3、汽车制动力产生的弯矩

汽车制动力产生的弯矩表

4、风荷载产生的弯矩

风荷载产生的弯矩表