桥墩课程设计

人群非对称
（573.13 5.3+712.18 3.7+830.72 2.1+693.57 0.5—533.53 1.1）=1709.18
1709.18
组合⑧
公路—I级双列非对称
人群对称
（605.82 5.3+507.22 3.7+492.57 2.1+450.26 0.5—490.25 1.1）=1382.81
17.26
8.18
-1.73
-11.62
(4)各梁永久荷载、可变荷载反力组合：
计算见表4，表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为：
1+μ=1+0.3176=1.3176
各梁永久荷载、可变荷载基本组合计算表（单位：kN）表4
编号
荷载情况
1号梁R1
2号梁R2
3号梁R3
4号梁R4
5号梁R5
①
恒载
322.38
1382.81
组合⑨
公路—I级双列非对称
人群非对称
（575.64 5.3+541.74 3.7+500.75 2.1+465.79 0.5—420.47 1.1）=1399.35
1399.35
由表5可知，偏载左边的立柱反力最大（G >G ），并由荷载组合⑦时（公路—I级、双列非对称布置与人群对称组合）控制设计。此时G =1709.18kN，G =1139.45kN。
632.16
168.15
276.89
375.50
276.89
168.15
人群荷载
η1=1.422
η2=-0.422
η3=0
η4=-0.422
η5=1.422
20.45
29.08
-8.63
0
-8.63
29.08
40.90
58.16
-17.26
0
-17.26
58.16
非对称布置按杠杆法算
单列行车
公路-I级
课程名称：墩台与基础课程设计
设计题目：钻孔灌注桩、双柱式桥墩设计
计算书
第Ⅱ部分钻孔灌注桩、双柱式桥墩的计算
一、设计资料
1.设计标准及上部构造
设计荷载:公路﹣Ⅱ级;
桥面净空:净﹣7m+2×0.75m;
计算跨径18.03m;
上部构造:钢筋混凝土T形梁。
2.水文地质条件(本设计系假设条件)
冲刷深度:最大冲刷线为河床线下2.3m处;
603.31
678.06
-361.99
-663.64
-118.97
539.10
组合
公路-Ⅱ级双列对称
1709.18
573.13
712.58
-343.88
-630.44
-62.42
615.13
组合
公路-Ⅱ级双列非对称
1382.81
605.82
507.22
-363.49
-666.40
-277.91
153.73
η3=0.438
η2=0.281
η5=0
245.08
0
68.87
107.35
68.87
0
316.08
0
88.82
138.44
88.82
0
双列行车
公路-I级
η1=0.266
η2=0.438
η3=0.594
η4=0.438
η5=0.266
490.16
130.38
214.67
291.16
214.69
130.38
-605.82
1136.05
423.47
-411.25
V计算
左
-9.75
-629.82
-649.62
1188.85
423.47
右
-615.57
-629.82
1205.35
476.27
-411.25
（三）截面配筋设计与承载力校核
采用C30混凝土，主筋选用HRB335，Φ22，保护层5cm（钢筋中心至混凝土边缘）。fcd=13.8MPa，fsd=280MPa。
-666.40
-277.91
615.13
M计算
-2.25
-373.99
-697.24
-278.22
657.09
剪力（kN）
V自重
左
-9.75
-24.00
-43.80
52.80
0
右
-9.75
-24.00
69.30
52.80
0
V荷载
左
0
-605.82
-605.82
1136.05
423.47
右
-605.82
η1=0.463
η4=0.331
η3=0.200
η2=0.069
η5=-0.063
245.08
113.47
81.12
49.02
18.91
-15.44
316.08
146.35
104.62
63.22
21.81
-19.91
双列行车
公I级
η1=0.269
η2=0.234
η3=0.200
η4=0.166来自百度文库
η5=0.131
328.50
325.08
328.50
322.38
②
公路-I级双列对称
222.77
366.82
497.46
366.82
222.77
③
公路-I级双列对称
225.28
195.98
167.49
139.02
109.71
④
人群对称
58.16
-17.26
0
-17.26
58.16
⑤
人群非对称
27.98
17.26
8.18
地质条件:软塑黏性土;
按无横桥向的水平力(漂流物、冲击力、水流压力等)计算。
3.材料
钢筋:盖梁主筋用HRB335钢筋,其它均用R235钢筋;
混凝土:盖梁、墩柱用C30,系梁及钻孔灌注桩用C25。
4.桥梁尺寸
考虑原有标准图,选用如图1所示结构尺寸。
图1 (尺寸单位:cm)
5.设计依据
<<公路桥涵地基与基础设计规范>> (JTJ 024--85)。
=19.80
M3=﹣0.5×1.0×1.2×25×1.1﹣(1/2)×0.6×1.0×1.2×2.5×[(1/3)+0.6]﹣19.8×(0.6/2)
=﹣16.5﹣8.4﹣5.94
=﹣30.84
-43.80
69.30
4-4
q4=1.1×0.5×1.2×25
=16.50
M4=113.1×0.5﹣(19.8+16.5)×(1.1/2)﹣15×1.6﹣9×[(1/3)+1.1]
=﹣2.25
﹣9.75
﹣9.75
2-2
q2=(1/2)×(0.8+1.1)×0.5×1.2×25
=14.25
M2=﹣0.5×1.0×1.2×25×0.5﹣(1/2)×0.6×1.0×1.2×25×(1/3)
=﹣7.5﹣3.0
=﹣10.50
-24.00
-24.00
3-3
q3=1.1×0.6×1.2×25
图8（尺寸单位：cm）
(3)可变荷载横向分布后各梁支点反力（计算的一般公式为 错误！未找到引用源。），见表3
各梁支点反力计算表3
荷载横向分布情况
公路-Ⅱ级荷载（KN）
人群荷载（KN）
计算方法
荷载布置
横向分布系数η
单孔
双孔
单孔
双孔
B
R1
B
R1
B
R1
B
R1
对称布置按杠杆法算
单列行车
公路-I级
η1=0
η4=0.281
1.正截面抗弯承载能力验算
以下取⑤-⑤截面作配筋设计，其他截面雷同，在此不做详细计算。
已知：bh=120cm 110cm，M=-697.24kN·m，
4.双柱反力G 计算（图9），所引用的各梁反力见表5
双柱反力G 计算表5
荷载组合情况
计算式
反力 （KN）
组合⑥
公路—I级双列对称
人群对称
（603.31 5.3+678.06 3.7+822.54 2.1+678.06 0.5—603.31 1.1）=1692.66
1692.66
组合⑦
公路—I级双列对称
二、盖梁计算
(一)荷载计算
1.上部结构永久荷载见表1。
表1
每片边梁自重
(kN/m)
每片中梁自重
(kN/m)
一孔上部构造自重(kN)
每一个支座恒载反力
(kN)
1、5号
2、4号
3号
17.88
18,22
18.03
1626.85
边梁1、5
中梁2、4
中梁3
161.19
164.25
162.54
2.盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度) (图2)
组合
公路-Ⅱ级
1382.81
605.82
507.22
492.57
0
-605.82
-605.82
-605.82
-605.82
776.99
776.99
269.77
269.77
-222.80
组合
公路-Ⅱ级
1399.35
575.64
541.74
500.75
0
-575.64
-575.75
-575.75
-575,75
0
0
kN
3.可变荷载计算
（1）可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置时用杠杆发，非对称布置时用偏心受压法。
①公路—I级
a.单车列，对称布置（图3）时：
B.双车列。对称布置（图4）时：
图3（尺寸单位：cm）
图4（尺寸单位：cm）
C.单车列，非对称布置（图5）时
图5（尺寸单位：cm）
由 ，已知 则
d.双车列，非对称布置（图5）时：
组合
公路-Ⅱ级双列非对称
1399.35
575.64
541.74
-345.38
-633.20
-221.35
229.80
（2）相当于最大弯矩时的剪力计算
一般计算公式为：
截面1-1：V左=0, V右=-R1
截面2-2：V左=V右=-R1
截面3-3：V左=-R1, V右=G1-R1
截面4-4：V左=G1-R1, V右=G1-R1-R2
M⑤-⑤=-R 3.20+ G 2.10—R 1.60
图9（尺寸单位：m）
各种荷载组合下的各截面弯矩计算见表6，注意的是，表中内力计算未考虑施工荷载的影响。
各截面弯矩计算表3-24
荷载组合情况
墩柱反力
（kN）
梁支座反力（kN）
各截面弯矩
G1
R1
R2
截面-
截面-
截面-
截面-
组合
公路-Ⅱ级双列对称
1692.66
=56.55﹣19.965﹣24.00﹣12.897
=﹣0.31
52.80
52.80
5-5
q5=1.1×1.6×1.2×25
=52.80
M5=113.1×21﹣(19.8+16.5+52.8)×(2.7/2)﹣15×3.2﹣9×[(1/3)+27]
=237.51﹣120.285﹣48﹣27.27
=41.96
截面5-5：V左=G1-R1-R2, V右=G1-R1-R2-R3
计算值见表7
各截面剪力计算表7
荷载组合情况
墩柱反力G1（KN）
梁支座反力（KN）
各截面剪力（KN）
截面-
截面
-
截面
-
截面-
截面
-
R1
R2
R3
V左
V右
V左
V右
V左
V右
V左
V右
V左
V右
组合
公路-Ⅱ级
1692.66
603.31
678.06
822.54
490.16
131.85
114.70
98.03
81.37
64.21
632.16
170.05
147.93
126.43
104.94
82.81
人群荷载
η1=0.684
η2=0.422
η3=0.200
η4=-0.042
η5=-0.284
20.45
13.99
8.63
40.09
-0.86
-5.87
40.90
27.98
（二）内力计算
1.恒载加活载作用下各截面的内力
（1）弯矩计算（图9）
截面位置见图9示。为求得最大弯矩值，支点负弯矩取用非对称布置时数值，跨中玩具取用对称布置时数值。
按图9给出的截面位置，各截面弯矩计算式为：
M①-①=0
M②-②=-R 0.60
M③-③=-R 1.10
M④-④=-R 1.60+ G 0.50
0
-603.31
-603.31
-603.31
-603.31
1089.35
1089.35
411.29
411.29
-411.25
组合
公路-Ⅱ级
1709.18
573.13
712.58
830.72
0
-573.13
-573.13
-573.13
-573.13
1136.05
1136.05
423.47
423.47
-407.25
-1.73
-11.62
⑥
1+②+④
603.31
378.06
822.54
678.06
603.31
⑦
①+②+⑤
573.13
712.58
830.72
693.57
533.53
⑧
①+③+④
605.82
507.22
492.57
450.26
490.25
⑨
①+③+⑤
575.64
541.74
500.75
465.79
420.47
2B=2X316.08=632.16(KN)
单孔布置单列车时：
B=+174.09=245.08(KN)
单孔布载双列车时：
2B=490.16(KN)
②人群荷载（图8）
单孔满载时：
B2=2.25xx1.008x18.03=20.45()KN (一侧)
双孔满载时(一侧)：
B1=B2=20.45(KN)
B1+B2=40.90(KN)
823.71
823.71
281.97
281.97
-218.78
2.盖梁内力汇总（表8）
表中各截面内力均取表6和表7中的最大值。按表8可绘制内力计算的包络图。
盖梁内力汇总表表8
截面号内力
①-①
②-②
③-③
④-④
⑤-⑤
弯矩（kN*m）
M自重
-2.25
-10.50
-30.84
-0.31
41.96
M荷载
0
-363.49
已知： ， ， ，则：
②人群荷载
a.两侧有人群，对称布置时（图6）：
b.单侧有人群，对称布置时（图6）：
已知： ， ，
图6（尺寸单位：cm）
则：
(2)按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载的反力值(图7)
图7（尺寸单位：cm）
①公路-I级
双孔布载单列车时：
B=+174.09=316.08
双孔布载双列车时：
图2(尺寸单位:cm)
见表2。
盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算
表2
截面编号
自重(kN)
弯矩(kN·m)
剪力(kN)
V左
V右
1-1
q1=0.5×0.5×1.2×25+(0.5/2)×0.3×1.2×25
=7.5+2.25=9.75
M1=﹣7.5×(0.5/2)﹣2.25×(0.5/3)
=﹣1.875﹣0.375