公路钢筋混凝土桥墩设计

第⼀章设计资料 2 第⼆章桥梁桥墩尺⼨拟定 3 第一节 墩帽尺寸拟定 3 第三章内⼒计算 4 第一节 永久荷载计算 4 第二节 可变荷载计算 5 第三节 可变荷载分布到各梁的作用力 8 第四节 荷载组合 9 第四章截⾯配筋10 第一节 墩台顶帽配筋 10 第二节 墩身内力计算 10 第三节 墩身配筋计算 11 第五章桥墩检算13 第一节 墩身受压稳定验算 13 第二节墩身截面强度检算 13 第三节 墩身截面偏心距检算 13 第四节 墩顶弹性水平位移 14

第⼀章 设计资料

1、以⼀座3孔预应⼒混凝⼟简⽀梁桥（⾯布置如图1）为设计背景，进⾏公路钢筋混凝⼟桥墩设计。

2、桥梁上部结构：标准跨径13m ，计算跨径12.6m ，梁全长12.96m 。

3、桥⾯净宽：净7+2×0.75m ⼈⾏道，板式梁，H=12m 。

4、上部结构附属设施恒载：单侧⼈⾏道5 kN/m ，桥⾯铺装根据铺装厚度计算。

5、设计活载：公路-Ⅰ级。

6、⼈群荷载：。

7、主要材料：

主筋⽤HRB335钢筋,其他⽤R235钢筋，混凝⼟为C40 。 8、⽀座

板式橡胶⽀座，摩擦系数f=0.05。 9、地质⽔⽂资料

（1）⽆流⽔，⽆冰冻。 （2）⼟质情况：

3 kN/m 2

考虑墩底与基础固结，基础承载能⼒良好。

10、设计内容

（⼀）桥墩尺⼨拟定

（⼆）桥墩荷载及荷载组合计算

（三）桥墩配筋

（四）桥墩检算

第⼆章桥梁桥墩尺⼨拟定

第⼀节墩帽尺⼨拟定

按照《桥梁⼯程》桥梁墩台设计步骤，初步设计如下图所⽰桥墩及其上部顶帽、托盘。其详细构造见CAD图。

第三章 内⼒计算

第⼀节 永久荷载计算

1、上部结构永久荷载 ⼈⾏道：5 kN/m 。

桥⾯铺装：为简化计算三⾓形区域取平均值。 混凝⼟垫层取6cm ，铺装总⾼度6+2=8cm 。 铺装重量：

上部结构所⽤梁为空⼼板梁，为简化⾃重计算，将空⼼板梁简化为T 梁计算其⾃重荷载，如图2所⽰。

每⽚梁⾯积： 由此可得1、5号梁恒载：

2号、3号、4号梁恒载：

每孔梁上部恒载：

q 1=γh =25×0.08=2KN /m

2S =0.18×1.5+1.42×0.04+1.6×0.1=0.4868m 2q 2=λS =25×0.6848=12.17KN /m q 3=12.17+2×1.6−0.75()+5=18.87KN /m q 4=12.17+2×1.6=15.37KN /m q 5=18.87×2×12.6+15.37×3×12.6=1056.51KN

2、顶帽及托盘恒载及剪⼒计算

第⼆节 可变荷载计算 1、活载横向分布系数计算

KN

KN.m

KN

V

V

1-1 (0.4+0.84)*0.25*0.5*1.5*25=7.8-0.975-7.8-7.82-2 (0.84+1.27)*0.5*0.5*1.5*25=26.4-8.55

-34.2

-34.2

3-3

1.27*1.6*1.5*25=101.6

作⽤在上部结构的汽车荷载，对于钢筋混凝⼟柱式等轻型桥墩应计⼊冲击⼒，对于重⼒式墩台则不计冲击⼒。B/L=7/12.6⼤于0.5，采⽤杠杆原理法计算荷载横向分布系数。

公路—I 级车道荷载：

单列车⾏驶时，考虑使桥横向偏⼼最⼤，荷载分布系数 考虑两列车⾏驶时，荷载分布系数

η1=0.4375η2=0.4375η3=0.375η4=0η5=0

⼈群荷载分布系数： 两侧

⼈群荷载在⼆号梁上引起的负反⼒在考虑荷载组合时会减⼩2号梁的受⼒。 ⼀侧

2、顺桥向可变荷载计算

双孔单列车布置时：

集中荷载按线性插值为210.4KN

η1=0.4375η2=0.4375η3=0.594η4=0.4375η5=0.094

q r =0.75×3=2.25KN /m η1=η5=1.422η2=0η3=0

η1=1.422η2=0η3=

双孔双列车布置时：

单孔单列车布置时：

单孔双列车布置时：

⼈群荷载单孔满载时：

⼈群荷载双孔满载布置时：

第三节 可变荷载分布到各梁的作⽤⼒

R =

12.6×2×10.5

2

+210.4=342.7KN R 2=2R =342.7×2=685.4KN R 3=

12.6×10.5

2+210.4=276.6KN R 4=2R 3=2×276.6=553.2KN R 5=2.25×0.5×1.008×12.6=14.3KN R 6=2R 5=2×14.3=28.6KN

第四节 荷载组合 1、冲击系数

2、汽车荷载制动⼒ 单孔荷载：

单列车时，R3=276.6KN ，相应的制动⼒

T=276.6×2×0.1=55.3（KN ）按《公预规》制动⼒不⼩于165KN ，故取制动⼒为165KN 。 双孔荷载：

单列车时，R=342.75KN ，相应的制动⼒

T=342.75×2×0.1=68.55KN ＜165（KN ），取制动⼒165KN ，作⽤在⽀座上。

3、风荷载

板梁纵向受风⾯积较⼤，应该考虑风⼒作⽤，设计书中未给出桥梁所处地区，⽆法得出基本风速，此处风速参照同类设计取20KN 。

I

/

1276.6342.70.4375121.01149.9314.328.60 1.422

20.3340.67

2276.6342.70.4375121.01149.9303276.6342.70.125

34.5842.8404276.6342.700.000.0005

276.6342.7

0.000.000

/

1553.1685.40.4375241.98299.8614.328.60 1.422

20.3340.67

2553.1685.40.4375241.98299.8603553.1685.4

0.594

328.54407.1304553.1685.40.4375241.98299.860

5

553.1

685.4

0.094

51.99

64.43

14.328.60 1.42220.3340.67

1+µ=1+0.3=1.3