轻型薄壁桥台扩大基础计算示例(新规范)_yg

M1 = R1*e1 =
b.搭板布载
220.96
KN, 分 布荷载 qk =
15.24
m, 搭板计 算跨径 l0 =
3.50
KN/m2, 车 道数 n =
4.00 m
0.20 m,搭板 b = 0.20 m
-0.10 m,搭板e2 = 0.45 m
10.50 KN/m 3.30
台后到为 正,台前到 为负
M1 = R1*e1 =
搭板侧:
R2 =
n*(1+μ)*[
1/2*qk*(l1
+b)*(l1+b)
/l1]
=
M2 =
R2*e2
=
桥跨搭板
R= R1 + R2 =
d.
1269.10
KN, M = M1 + M2 =
1179.82 KN -117.98 KNm
89.27 KN 40.17 KNm -77.81 KNm
组合III
(1+2+3+5)
5075.58 2399.99 -2989.96 14475.91
(1+2+4+5)
4986.31 2399.99 -3030.13 14386.64
注:台身剪力为台身底支点截面数值
一.设计资料
1.上部构造
装配 式钢筋砼 矩形空心 板,板厚 hb =
标准 跨径:Lb=
计算 跨径:L0=
桥面 宽度: 净 24+2X0.75 m.总宽 B=
2.设计 荷载: 公 路-I级 , 集中荷载 Pk =
16.00 15.24
人群荷载 q=
3.工程材料:
梁板 采用C50号 砼,fcd =
台身 采用C30号 砼,fcd =
序号
荷载项目
P(KN)
台身截面 V(KN)
M(KNm)
P(KN)
1.00
恒载自重
3806.49
0.00
458.31 13206.81
2.00
土侧压力
0.00
2183.92 -2986.62 0.00
3.00
汽车荷载(双孔)
1269.10
0.00
-77.81 1269.10
4.00
汽车荷载(单孔)
1179.82
f (Hz) 2.84
2).公路-I级荷载计算(计算以及向台前到为控制设计)
μ 0.17
设计 荷载: 公 路-I级 , 集中荷载 Pk =
人群荷载 q=
板计 算跨 径:L0=
支座 到桥面梁 端距 梁 板a=
支座 到台中心 端距 梁 板e1 =
a.桥跨布载
R1 = n*(1+ μ)*[Pk*(l 0+a)/l0+1/2 *qk*(l0+a) *(l0+a)/l0] =
0.20 m
m,板宽bk =
13.00 m,面积A(m2)= 4.55
m,面积A(m2)= 5.85
10.50 KN/m
3.30
(计如横向 折减)
34500000 Kpa 30000000 Kpa
m2
支座 到桥面梁 端距 梁 板a=
支座 到台中心 端距 梁 板e1 =
耳墙 上缘长L1 =
耳墙 背端高hd =
短期效应:Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+0.7*汽车荷载+1.0*汽车土压
长期效应:Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+0.4*汽车荷载+1.0*汽车土压
组合III(施工阶段应力计算)
Sd = 1.0*恒载自重+1.0*土侧压力+1.0*汽车荷载+1.0*汽车土压
桥台顺桥向荷载组合计算
mc------ 结构跨中处的单位长度质量(Kg/m),当换算为重力计算时,
其单位应为(NS2/m2),mc=γ*A/9.81 ;
G------ 结构跨中处延米结构重力(N/m);
g ------ 重力加速度, g = 9.81 (m/s2).
b.汽车冲击系数 (《规范》第4.3.2条)
当 f < 1.5 Hz 时, μ= 0.05
基底弯矩:
M = RB*h3
填土自重引起台身的土侧压力ET
项目
λ
γ(KN/m3) H(m)
RA(KN) RB(KN) ET(KN)
填土
0.27
19.00
7.11
1091.96 2183.92 3275.88
填土自重引起基底的土侧压力ET
项目
RB(KN)
h3(m)
M(KNm)
填土
2183.92
1.50
1179.82 KN -117.98 KNm
R2 =n*(1+ μ)*[Pk*(l 1+b)/l1 + 1/2*qk*(l1 +b)*(l1+b) /l1] =
M2 = n*(1+ μ)*R2*e2 =
983.86 KN 442.74 KNm
c.桥跨搭板布载
桥跨 侧:
R1 =n*(1+ μ)*[Pk*(l 0+a)/l0+1/ 2*qk*(l0+a )*(l0+a)/l 0]=
1.20 2.89 2.89
-
2421.62 458.31 458.31 -77.81 -117.98
(三).荷载组合计算
组合 I (承载能力极限状态)
γ0*Sd = 1.1*(1.2*恒载自重+1.4*土侧压力+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*汽车土压) γ0*Sd = 1.1*(1.2*恒载自重+1.4*土侧压力+1.4*汽车荷载+0.8*1.4*汽车土压) 组合 II(正常使用极限状态)
Pi(KN) 316.68 166.73 60.00 185.63 160.55 130.34 458.64 2327.93 3839.47 1572.48 4298.28
ei(m) -0.10 -0.10 -0.10 0.45 2.38 0.36 0.00 0.00 0.00 0.00 0.60
Mi(KNm) -31.67 -16.67 -6.00 83.53 382.20 46.92
0.00 0.00 0.00 0.00 2578.97
12.00 12.00
11.00
支撑梁重力 台 身 恒 载 合计 基 底 恒 载 合计 汽车荷载 搭板+桥跨
桥跨
γ*0.4*L0*L/2 1+2+3+4+5+6+7+8 1+2+3+4+5+7+9+10
2018.02 3806.49 13206.81 1269.10 1179.82
220.96
KN, 分 布荷载 qk =
3.50
KN/m2, 车道数 n =
22400 Kpa,ftd =
1830 Kpa,Ec =
13800 Kpa,ftd =
2500 26 19 35
Kpa KN/m3 KN/m3 度
180 Kpa
1390 Kpa,Ec =
280.00 Mpa
Es =
200000000 KPa
序号 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00
荷载项目 上部梁板自重反力 桥面铺装自重反力 (防撞栏)自重反力 搭板自重支反力 耳墙自重 背墙自重 台帽自重
台身1自重 台身自重 基础自重 基础襟边填土自重
竖直荷载计算 计算式 24.36*26/2 11.25*6*0.19*26/2 0.8*6*25/2 11.25*0.3*4.4*25/2 γ*[hd*Ls+(ls+lx)/2*(hq-hd)]*de γ1*b2*h2*l0 γ1*b2*h2*l1 γ1*b2*x*l2 γ1*b2*h2*l2 γ1*(b3*h3/2+（b3-2*c)*h3*l3 γ2*L*[H*c+(H+h3/2)*c]
H(m) 7.11
RA(KN) 216.07
RB(KN) 216.07
EC(KN) 432.13
汽车荷载引起的基底土侧压力ET
项目 汽车
RB(KN) 216.07
h3(m) 1.50
M(KNm) 324.10
(二).竖直荷载计算
x(m) 3.55
Mx(KNm) 383.84
备注
1.恒载计算 上部梁板重力 P = γ*V/2 桥面铺装重力 P = γ*V/2 防撞栏自重 P = γ*V/2 搭 板 自重 P = γ*V/2
组合II 短期效应:(1+2+3+5) 4694.85 2399.99 -2874.95 16736.54
长期效应:(1+2+3+5) 4314.13 2399.99 -2943.27 13714.45
短期效应:(1+2+4+5) 4632.36 2399.99 -2994.74 14032.69
长期效应:(1+2+4+5) 4278.42 2399.99 -2959.34 13678.74
3275.88
3.汽车荷载引起的土侧压力Ec a.破坏棱体长度 l0 = H*tan(45-φ/2) b.等代土层厚度 h = ∑G/(γ*H*l0)
等代土层厚度h计算
பைடு நூலகம்
项目
φ
H(m)
l0(m) γ(KN/m3) ∑G(KN)
系数
35.00
7.11
3.70
19.00
840.00
B(m) 25.50
c.土侧压力
台背 墙宽b0 =
台帽 宽度b1 =
台身 厚度b2 =
基础 襟边c =
桥台 台身计算 长度 H= h0+h1+h2 =
基底 宽度b3 =
0.38 m,搭板 b = 0.20 m
5.00
0.75 0.28 1.40 1.00 0.60
0.00 m,搭板e2 =
m, 下缘 长Lx =
m, 前端 高hq =
2.活载计算
1).汽车冲击系数计算
汽车冲击系数的计算,《规范》第4.3.2条填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥,涵洞以及
重墩力式台不计冲击力.
a.空心板的自振频率
式中:
f1 =π/(2*l*l)*[(E*Ic)/mc]1/2 mc = G/g
l ------ 结构的计算跨径(m),
E ------ 结构材料的弹性模量(N/m2), Ic------ 结构跨中截面的截面惯矩,Ic=b*h3/12 (m4);
备注
X(m) 4.10
Mx(KNm) 2986.62
备注
h(m) 0.47
备注
基底弯矩:
EC = RA = RB =
X=
MX = M=
λ*γ*H*h λ*γ*H*h/2 λ*γ*H*h/2
H/2 λ*γ*H2*h/8 RB*h3
汽车荷载引起的台身土侧压力ET
项目 汽车
λ 0.27
γ(KN/m3) 19.00
顺桥向计算桥台台身为偏心受压构件,计算时另按简支梁进行计算,以此核对,仅供参考.
二.荷载计算及组合(桥台顺桥向作为上下支撑的竖梁计算时) (一).水平土侧压力计算
荷载布置在台背后的路堤填土破坏棱体上,如图示
图中:
Ec ------ 车辆荷载引起的土压力 ET ------ 填土荷载引起的土压力 λ ------ 土侧压力系数
空心板容重
Rwlj = γ1 =
台后填土容重 γ2 =
台后填土内摩擦角φ =
地基 容许承载 力[σ0]=
受力 主筋采用 HRB335钢 筋, fsd =
4.桥台 尺寸: 2cm 工作缝宽 和挑檐c1=
梁板 板厚hb =
0.35
西潞苑通道桥台身计算
0.45
m,板宽bk =
13.00
m, m,
25.50 m
当 1.5≤f≤14 Hz 时, μ= 0.1767*ln f - 0.0157
当 f > 14 Hz 时, μ= 0.45
汽车冲击系数μ的计算
项 目 l(m) Ec(N/m2) b (m)
h (m)
I (m4)
系数计算 15.24 3.45E+10 13.00
0.45
0.0987
mc(kg/m) 15504.59
1.土侧压力系数
项目 系数
λ = tan2(45-φ/2)
侧土压力系数λ计算
φ
λ = tan2(45-φ/2)
35.00
0.27
2.填土自重引起的土侧压力ET ET = λ*γ*H2*B/2 RA = λ*γ*H2*B/6 RB = λ*γ*H2*B/3 X = H/31/2 MX = 31/2*λ*γ*H3/27*B
0.40
1.88 24.00 25.20 25.20 25.20
7.11 m
2.20
m,基础长度 L=
25.20 m
《规范》(JTJ022-85)第5.3.8条规定: 轻型桥台按四铰刚构计算,以桥梁上部构造及桥孔下面的支撑梁作为桥台的上下支撑梁,
桥台作为上下端简支的竖梁,承受台后的土侧压力;同时,桥台尚应作为弹性地基上的梁进行 横桥方向的验算
0.00
-117.98 1179.82
5.00 汽车荷载引起土压力 0.00
216.07 -383.84
0.00
组合I
1.1*(1+2+3+5)
6978.97 3629.43 -4587.14 19387.40
1.1*(1+2+4+4)
6841.49 3629.43 -4649.01 19249.92
m, 背墙 高h0 = m, 台帽 高h1 = m, 台身 高h2 = m,基础厚度 h3 =
0.20
0.50
5.00 0.75 0.50 5.86 1.50
台后到为
m
正,台前到
为负
m,耳墙厚度 de(m) =
m,重心水平 距x(m)=
m,背墙长度 l0(m) = m,台帽长度 l1(m) = m,台身长度 l2(m) = m,基础长度 l3(m) =