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1、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:公路级;桥面净空:净7m+20.75m;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;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.
2、设计依据 (JTJ 024-85)。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17.8818,2218.031626.85边梁1、5中梁2、4中梁3161.19164.25162.542.盖梁自重及作用效应计算 (1/2盖梁长度) (图2)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 (kNm)剪力 (kN)V左V右1-1q1=0.50.51.225+(0.5/2)0.31.225 =7.5+2.25=9.7
3、5M1=7.5(0.5/2)2.25(0.5/3)=1.8750.375=2.259.759.752-2q2=(1/2) (0.8+1.1) 0.51.225=14.25M2=0.51.01.2250.5(1/2) 0.61.01.225(1/3)=7.53.0=10.50-24.00-24.003-3q3=1.10.61.225 =19.80M3=0.51.01.2251.1(1/2) 0.61.01.22.5(1/3)+0.619.8(0.6/2)=16.58.45.94=30.84-43.8069.304-4q4=1.10.51.225 =16.50M4=113.10.5(19.8+16
4、.5) (1.1/2)151.69(1/3)+1.1=56.5519.96524.0012.897=0.3152.8052.805-5q5=1.11.61.225 =52.80M5=113.121(19.8+16.5+52.8) (2.7/2)153.29(1/3)+27=237.51120.2854827.27=41.9600kN3. 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。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
5、寸单位：cm）由，已知 则d. 双车列，非对称布置（图5）时：已知： ， ， ，则：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） 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：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) 人群荷载（图 8）单孔满载时：B2=2.25xx1.008x18.03=20.
6、45()KN (一侧)双孔满载时(一侧)：B1=B2=20.45(KN)B1+B2=40.90(KN)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-级荷载（KN）人群荷载（KN）计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法算单列行车公路-I级1=04=0.2813=0.4382=0.2815=0245.08068.87107.3568.87 0316.08088.82138.4488.820双列行车公路-I级1=0.2662=0.4383=0.594
7、4=0.4385=0.266490.16130.38214.67291.16214.69130.38632.16168.15276.89375.50276.89168.15人群荷载1=1.4222=-0.4223=04=-0.4225=1.42220.4529.08-8.630-8.6329.0840.9058.16-17.260-17.2658.16非对称布置按杠杆法算单列行车公路-I级1=0.4634=0.3313=0.2002=0.0695=-0.063245.08113.4781.1249.0218.91-15.44316.08146.35104.6263.2221.81-19.91双
8、列行车公I级 1=0.2692=0.2343=0.2004=0.1665=0.131490.16131.85114.7098.0381.3764.21632.16170.05147.93126.43104.9482.81人群荷载1=0.6842=0.4223=0.2004=-0.0425=-0.28420.4513.998.6340.09-0.86-5.8740.9027.9817.268.18-1.73-11.62(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+=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
9、4编号荷载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R5恒载322.38328.50325.08328.50322.38公路-I级双列对称222.77366.82497.46366.82222.77公路-I级双列对称225.28195.98167.49139.02109.71人群对称58.16-17.260-17.2658.16人群非对称27.9817.268.18-1.73-11.62 +603.31378.06822.54678.06603.31+573.13712.58830.72693.57533.53+605.82507.22492.57450.26490.25+575.64
10、541.74500.75465.79420.474. 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）组合公路I级双列对称 人群对称（603.315.3+678.063.7+822.542.1+678.060.5603.311.1）=1692.661692.66组合公路I级双列对称 人群非对称（573.135.3+712.183.7+830.722.1+693.570.5533.531.1）=1709.181709.18组合公路I级双列非对称 人群对称（605.825.3+507.223.7+492.572.1+450.260.5490.2
11、51.1）=1382.811382.81组合公路I级双列非对称 人群非对称（575.645.3+541.743.7+500.752.1+465.790.5420.471.1）=1399.351399.35由表5可知，偏载左边的立柱反力最大（GG），并由荷载组合时（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。（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： M-=0 M-=-R0.60 M-=-R1.10 M-=-R1.60+ G0.50 M-=-R3.20+ G2.10R1.60 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
