矩形桥墩下明挖基础设计计算(新老规范对比计算)

目录

1、设计资料及基本数据 (2)

2、桥墩基础构造及拟定的尺寸 (2)

3、荷载计算及组合 (3)

（一）、纵向水平力分布 (3)

1、混凝土收缩影响力与温度变化影响力 (4)

2、制动力 (6)

3、支座及桥墩台顶部水平力 (8)

（二）、支座水平剪切变形验算 (8)

（三）、横桥向风力 (9)

（四）、竖向力 (11)

（五）、橡胶支座在竖直力作用下承载力验算 (16)

（六）、桥墩的纵向偏心距增大系数η(有待继续学习)新规范 (17)

（七）、墩身截面验算(有待继续学习)新规范 (17)

（八）、墩基础底截面地基应力验算 (17)

1）基底合力偏心距计算 (19)

2）基础襟边截面弯曲抗拉强度验算 (25)

（九）、墩基础底面抗倾覆稳定及抗滑动稳定验算 (29)

1、抗倾覆稳定验算 (29)

2、抗滑动稳定验算 (33)

（十）、完整版+扣扣992111200 (34)

矩形桥墩下明挖基础设计示例

1、设计资料及基本数据

(1)上部结构:5孔一联的13m桥面连续简支板,装配式空心板每块lm,全桥宽共有9块板,空心板厚0.65m,混凝土强度等级为C30。

(2)净宽:行车道净宽7m,两边各设0.75m人行道。

(3)支座:每块板两端各设两个支座，全跨板端一排有18个支座，一个桥墩上有两排支座，共36个。桥墩上的支座规格为100mm x 200mm x 28mm,桥台上的支座规格为150mmx200mmx42mm。

(4)气温:当地月平均最高温度为30°C,月平均最低温度为-5°C。简支板安装及桥面连续的施工温度为15～25°C，伸缩缝安装温度为15～25°C。

(5)载重:汽车 -20级 ,挂车- 100,人群荷载 3.5kN/m2。

桥的纵向布置如图所示,本桥长度65m,桥台设有较桥墩支座尺寸为大的支座,以适应温度变化及混凝土收缩。出于桥台系U形桥台，可以承受较多的制动力,从而使桥墩承受的制动力大为减小。

2、桥墩基础构造及拟定的尺寸

C30钢筋混凝土薄壁墩,墩厚0.4m,墩身长9m,墩高8m，墩基础

2.2mx l0m x1.Om(宽x长x高),C30素混凝土,浆砌片石U形桥台，桥台基础9.23m x9.50m x lm(顺桥向宽x横桥向长x高),C20素混凝土。

3、荷载计算及组合

（一）、纵向水平力分布

桥墩台受的水平力有温度影响力、混凝土收缩影响力、制动力,如果空心板用预应力混凝土,则应考虑混凝土的徐变影响力。

①台上的支座抗推刚度(以下简称刚度)

桥台为重力式U形桥台,其刚度可以假定为无穷大.其上有一排(18个)支座，一排支座的刚度为：

= =18∗150∗200∗1.1

30=19800N/mm

=19800KN/m

式中:

n-排支座的个数;

A-支座平面面积;

G-橡胶支座剪切弹性模量,取1.1MPa(1.1N/m2);

t-支座橡胶层总层厚.t值一般为支座总厚度的0.71～0.78倍，视支座总厚度的规格而定,本例均为小规格支座，故在0.71倍左右。t =30mm。

桥台与其上支座串联，且桥台刚度为无穷大,故它们的集成刚度即为支座刚度,即

②桥墩与其上支座的集成抗推刚度桥墩截面为9m*0.4m(长x宽),

高度均为8m,墩顶刚度为：

式中

h：墩身高度，h= 8m;

0.8E h I h：C30混凝土弹性模量（3*104MPa=3*104N/mm2=3*107KN/mm2）与墩身截面在顺桥方向上惯性矩的乘积，折减系数参考《铁路桥涵设计规范》第5.3.1。

桥墩上一排支座的抗推刚度为：

= =18∗100∗200∗1.1

20=19800N/mm

=19800KN/m

在一个墩上有两排支座并联，并联后刚度为2*19800 =39600kN/m，两排支座并联后,再与桥墩在墩顶串联，串联后的刚度为：

1、混凝土收缩影响力与温度变化影响力

按规范JTJ021--89第2.2.1条，装配式钢筋混凝收缩影响力相当于降温5°～10°C的效应，本例采用10°C。温度变化按本节“一、4”

资料，温度下降为25-（-5）= 30°C,温度上升为30- 15= 15°C。

温降与混凝土收缩影响相当于温降30°+10°=40°C，它们使上部构造两端分别向中间收缩，中间必有一个不动点S.P.,其离0号桥台的距离按下式计算：

x= ∑ + ∑

∑

式中

c:收缩系数，r=0.00001 x 40° =0.0004;

K:桥墩(台)支座顶部集成刚度*桥墩(台)距0号台的距离;

uR:活动支座的支座摩阻力,其前面正负号用法为:先假定S.P.在上部结构某点，uR在该点以右用正号，以左用负号，本例不设活动支座，无摩阻力，故不计人此项。

X=0.0004∗(19800∗0+5767∗(13+26+39+52)+19800∗65)

0.0004∗(19800+5767∗4+19800)

X=32.5m

由于上部结构温降及混凝土收缩在各墩台的支座顶产生的水平力为:P=墩(台)距S.P.距离*支座顶集成刚度*c

0号台:

P=x*K0*c=32.5*19800*0.0004=257.4KN

1号墩:

P=（x-13）*K1*c=（32.5-13）*5767*0.0004=44.983KN

2号墩:

P=（x-26）*K2*c=（32.5-26）*5767*0.0004=14.994KN

5号台同1号台,3、4号墩分别同2、 1号墩，但方向相反。

支座与桥墩(台)均为串联，上述水平力即为支座、墩顶、台口处的水平力。温降与混凝土收缩影响力按3:1分配。

温度上升为15°C,温升影响力为上述温降与混凝土收缩影响力的15/40=0.375倍，且方向相反。

2、制动力

老规范：按规范《通规JTJ021-89》第2.3. 9条，制动力为全桥长度范围内一行汽车总重力的10%,但不小于一辆重车的30%。在65m 范围内，可设置一辆300kN的加重车和三辆各200kN的标准车。

一行列车的10%为: (300 +3*200) *0.1 = 90kN

一辆重车的30%为: 300*0.3= 90kN

两者均为90kN.故采用90kN.

制动力按桥墩(台)支座顶刚度分配如下:

总刚度：

= + + + + + =19800+4∗5767+19800=62668 /

0、5号台：P=90*19800/62668=28.436KN/m

1、2、3、4号墩：P=90*5767/62668=8.282KN/m