重力式U型桥台设计说明书

1 重力式U型桥台设计

1.1 原始数据

1.1.1地质资料

地基土分为五层，天然路面依次向下为亚砂土、亚粘土、粘土、亚砂土、粉砂，各种土质的重度γ为19kN/m3、19.8kN/m3、19.5kN/m3、18.5kN/m3、19.6kN/m3，压缩模量E s为15MPa、14.6MPa、14.5MPa、15.1MPa、15MPa，承载力基本容许值为[f ao]=420kPa，空隙比e在0.55~0.60之间，台内填土重度γ=18kN/m3，内摩擦角 =35°。

1.1.2桥梁结构资料

上部结构采用单箱双室空心梁，标准跨径20.00m，计算跨径19.50m，梁长19.92m,桥面净宽7+2×1.5m，其中车道两边分隔带宽0.5m。桥台采用板式橡胶支座，支座高40cm，空心板为C40钢筋混凝土，容重2500kg/m3。桥梁上部断面图1-1，桥梁上部铺设6cm 厚的沥青混凝土铺装层，容重2300kg/m3，6~13cm厚的40﹟现浇混泥土调平层，容重2400kg/m3，空心梁截面积为5m2。

图1-1 桥梁断面图（尺寸单位：m ）

1.2 几何设计

1.2.1设计荷载

公路Ⅰ级，人群荷载3kN/m2。

1.2.2设计材料

台帽用C30钢筋混泥土，密度γ=25kN/m3，台身采用C20混凝土，重度γ =25kN/m3，轴心抗压强度f cd =7.82MPa，基础采用15号混凝土砌块石，重度γ =23kN/m3，轴心抗压强度f cd =5.17MPa，人行道板按标准值5.0kN/m2计算。

1.2.3设计依据

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007） 1.2.4设计高程

桥面高程为76.648m ；设计水位高程73.748m ；河床高程为69.10m 。 1.2.5拟定桥台尺寸

（1）基础采用两个台阶，每层台阶厚0.85m ，襟边宽0.2m 。基础采用块石砌体，其容许最大刚性角为αmax =30°，基础的扩散角为：

︒<︒3013.23=.71.4

0tan =α1-

（满足规范要求）

则桥台高度为： 7.748(m)=0.2+69.1076.648=H - （2）顺桥向台帽宽度，图1-2。

图1-2 台帽顺桥向尺寸图

台帽宽度

21101C +C +2

a

+

e +e b = (1.2.1) 式中：e 0——伸缩缝宽度，取e 0=2cm ；

e 1——支座中心至梁端距离，取e 1=18cm ； a ——支座顺桥向宽度，a=20cm ；

C 1——支座边缘到台身顶边缘距离，C 1=20cm ； C 2——台帽檐口宽度，C 2=10cm 。

计算得： 60=10+20+20/2+18+2=b 1(cm) （3）横桥向台帽宽度

桥面宽为B=10m，台帽一般设置10cm的檐口，故取B0=10.2m。

（4）桥台侧墙长度

锥坡高度h=7.548m，按1:1放坡，按规定要求，桥台侧墙后端应伸入桥头锥坡定点以内长度75cm，则桥台侧墙长度为：

+

b=

7.548

-

-

=(m)

-

7.548

-

-

(

0.1

)

1

7.18

0.6

0.75

0.4

(

)

/10

（5）前墙底宽度

按规范要求，取前墙顶宽b2=1m，则前墙底宽为：

b3=3.11≥0.4H=3.10m (满足规范要求)

（6）侧墙底宽度

按规范要求，取侧墙顶宽b5=0.8m，侧墙底宽为：

b6=0.8+7.748/4=2.737≥0.35H=2.71m (满足规范要求) 桥台与基础的其他细部尺寸见图1-3。

图1-3 桥台与基础细部尺寸图(尺寸单位：m )

2 荷载计算

2.1 结构重力计算 2.1.1上部结构重力

沥青混凝土桥面铺装层为：9.66=23×7×0.06(kN/m) 现浇混凝土调平层为：15.96=24×7×/2)0.13+0.06((kN/m)

人行道： 10=21×

5⨯(kN/m) 桥梁： 125=25×5(kN/m)

一孔上部结构重力：77.15992/]92.19)1251096.1566.9[(P R =⨯+++=(kN) 2.1.2台身、侧墙及填土重力

桥台台帽、前墙、侧墙及填土重力计算见表2-1。 2.1.3基础及襟边上土重

对于基础自重及襟边上土重，两台阶基础近似采用单台阶基础计算，差别不大。 基础重： 3184.84=23×1.710.87.542=P ⨯⨯(kN)

力臂： 3.3710.47.542/2=-

(m) 对O 1——O 1的弯矩：10736.103.3713184.84=⨯(kN·m) 台边襟边土重，由河床线计起，则：

16.848=19.50.2×10.80.4=P 1⨯⨯(kN)

力臂： 0.2 =0.4/2--(m)

对O 1——O 1的弯矩： 3.34)0.2(16.848-=-⨯(kN·m) 台侧襟边土重，由河床线计起，则：

21.04=2×19.50.2×6.742×0.4=P 2⨯(kN)

力臂: 3.3716.742/2=

(m) 对O 1——O 1的弯矩： 70.93=3.37121.04⨯(kN·m) 2.1.4台身底截面以上自重的重心

全部自重合计为11565.38kN ，对O 1——O 1的弯矩合计为43101.45kN·m ，全部自重作用点距O 1——O 1为3.727m ；则其对台身底截面形心偏心距e=3.727-3.371=0.356m （靠台背一侧）。