《重力式桥墩计算示例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重力式桥墩计算示例（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三、天然地基重力式桥墩计算示例一）设计资料1. 上部构造为装配式混凝土空心板，上部构造恒载支点反力为3291.12KN.标准跨径：L=16m （两桥墩中心线距离）；预制板长：l = 15.96m（伸缩缝宽4cm）；计算跨径：l=15.60m （支座中心距板端18cm）；j前面净宽：净-11.25m。2. 支座型式：版式橡胶支座。3. 设计活载：汽车-超20级；挂-120级。4. 地震基本烈度8度。5. 桥墩高度：H=8m。6. 桥墩型式：圆端型实体桥墩。7. 桥墩材料：墩帽用2 5号钢筋混凝土，墩身和基础用2 0号片石混凝土。8. 地基：地基为岩石地基、地基容许承载力Q=2000kPa。0二）
2、拟定桥墩尺寸1. 墩帽尺寸按照上部构造布置，相邻两孔支座中心距离为0.4m，支座顺桥向宽度为0.2m，支座边缘离桥墩身的最小距离为0.15m。本桥位于地震基本烈度8度地区， 梁端至墩台帽最小距离a （cm）还应满足抗震设计规第4.4. 3条规定，即a 50+L，则a=50+15.6=65.6cm。墩帽宽度2X0.656+0.04=1.352“。取满足上述要求 的墩帽宽度为1.40m。墩帽厚度取为0.4m。上部构造为12片空心板，边板宽1.025m。中板宽1.02m,整个板宽为1.025X2+1.02X 10=12.25m。两边各加0.05m，台帽矩型部分长度为12.35m。两端 各加直径为1.
3、40m的圆端头，高出墩帽顶面0.3m作为防震挡块，墩帽全长为1 3.75m。2. 墩身顶部尺寸因墩帽宽度为1.40m,两边挑檐宽度采用各0.10m，则墩身顶部宽1.20m。墩身顶部矩形部分长度采用12.35m，两端各加直径为1.20m的半圆形端部，则墩身 顶部全长为13.35m。3. 墩身底部尺寸墩身侧面按25： 1向下防坡，墩身底部宽度为1.81m,长度为12.35+1.81=14.16m。4. 基础尺寸采用两层台阶式片石混凝土基础，每层厚度0.75m,每层四周放大0.25m,上层平面尺寸为2.31X14.66m，下层平面尺寸为2.81x15.56m。 桥墩尺寸见图三) 荷载计算1 恒载计算
4、1) 上部构造恒载反力：G =3291.12 kN12) 墩身自重计算桥墩共分为五段(见图)，其中墩帽为一段(S),墩身为四段(S、S、S、S)12345(1) 墩帽重力计算 G= (1.4X12.25X0.4+n/4X1.42 X 0 . 7)X25=199.84KN1(2) 墩身重力计算墩身I截面面积F = nF4XB2+12.35B墩身分段重力G =F +FF2hy (见表2-1-17i i i i i-1 l i(3) 基础重力及基础襟边上的土重力 G7= (2.31X 14.46+2.81 X15.16)X0.75X24+ (2.81+14.6)X2X0.25X0.75X 18=13
5、76.36+117.92=1494.28 血墩身重力计算项目分段BF = n /4B2 +12.35B(m2)i-1i-1i-1F = n/4B2+12.35B (m2)iiiG= (F +F ) /2Xh X24 (kN)i-1iiS S1 21.5315.9517.81648.19S S2 31.4917.8120.15911.04S S3 41.6520.1522.521024.08S S4 51.8122.5224.931138.8合计3722.112 活2.荷载计算1) 汽车荷载(1) 双孔荷载、双列车布置(见图2-1-13)R=30+0.281+120X(0.473+0.563)
6、+140X1.012X2=548.86KN 1R= (70X0.283+130X0.027+140X0.924)X2=305.36KN2对墩中心产生 的弯矩M=(548.86 305.36)X0.2=48.7KN.m(2) 单孔荷载、双列车布置(见图2-1-14)R=30X0.191+120X(0.383+0.473) +140X(0.922+1.012) X2=758.42KN1对墩中心产生的弯矩M=758.42X0.2=151.68KN.m(3) 汽车横向排列(图2-1-15)(4) 在横桥向，汽车靠一边行驶是，两行汽车荷载的合力偏离桥中线4.225m。对于实体桥墩，不考虑活载冲击力。横桥
7、向墩中心弯矩：单孔单列 M =758.42/2X4.225=1602.16knN.m单双孔双列 M =(548.86+305.36)X2.675=2285.04KN.m双2) 挂车荷载(1) 双孔荷载(见图2-1-16)R=R=300X(0.808+0.885)=507.90kN12对墩中心产生的弯矩 M=0(2) 单孔荷载R1=300X(0.601+0.678+0.935+1.012)=967.8kN对墩中心弯矩 M=967.8X0.2=193.56kN.m(3) 横向排列(见图2-1-17)在横桥向，挂车-120靠一边行驶，荷载合力偏离桥中线3.275m横桥向弯矩 M=507.9X2X3.
8、275=3326.75kN.m3. 水平荷载计算1)汽车制动力本例为单向双车道，制动力应按一行车队的100/或一辆重车的300/考虑。荷载布置见图2-1-18 00一行车队总重的100/0T= (200+550)X0.1=75kN一辆重车的300/0T=550X0.3=165kN2)制动力对墩身各截面产生的弯矩(按制动力作用点在板式橡胶支座顶面计算)1- 1 截面 M =165X0.46=75.9kN.m1-12- 2 截面 M5-5=165X8.06=1329.9kN.m基底截面 M =165X9.56=1577.4kN.m基四) 地震荷载计算1. 顺桥向水平地震设计计算计算公式见地震设计规
9、(JTJ00489)第4.2.2条。(1) 墩身各段重力计算同前表2 - 1 - 1 7。(2) 墩身分段重心位置H=h/3X(2F +F )/(F +F ) +2 (n-i) (本例分段数 n 为 6)i ii-1 ii-1 i墩帽重心至基顶距离 H=7.8mi墩身各段重心至基顶距离H=1.6/3X(2X15.95+17.81) / (15.95+17.81) +2 (5-2) =6.79m.2H=2/3X(2X 17.81+20.15) / (17.81+20.15) +2 (5-3) =4.98m3H4=2/3X(2X20.15+22.52) / (22.52+24.93) +2 (5-
10、5) =0.98m(3) 桥墩基本周期计算桥梁桥墩的基本周期可通过实测、试 或理论计算确定，一般情况可按地震设计规附录公式计算。T=2Xn(G 8 /g) 1/2t式中：8在顺桥向或横向作用于支座顶面或上部结构质量重心上单位水平里在该点引起的水平位移(m/kN)G支座顶面或上部结构质量重心处的换算质点重力(kN)；tG重力加速度(m/s2)。为了求得桥墩顶水平变为8，需按抗震设计规附录一、二求得变截面桥墩等效截面惯性矩，对于代表性的断面(见图2-1-19)按换算截 面惯性矩公式 1/1 =0.45/1 +0.6/1 -0.005/1 计算。0 1 2 3式中： I =1/12X12.35X1.
11、813+ n/64X 1.814=6.63m41I =1/12 X 12.35X 1.5043+ n /641.5 044=3 . 75m42I =1/12X12.35X1.23+ n /641.24=1.88m43等效惯性矩1/I=0.45/6.63+0.6/3075-0.05/1088=0.2010墩顶水平位移 8=H3/3EI=(8.063/3X2.6X107)X0.2.1=1.35X10-6m0支座顶面的换算质点重力G=3291.12+1/3X(199.84+3567.02)=4546.74kNtT =2XnVGtX8 /g=2nV(4546.74X 1.35X 10-6)/9.8=0
12、.157s动力放大系数B计算：I 类场地 B =2.25X0.2/T=2.25X0.2/0.157=2.872.25取 B =2.25(4) 桥墩顺桥向上基本振型参与系数H/B=8.06/1.81=4.455X应按X =X+3H/H计算Hi计算见前第(2)部分。参与系数可列表计算(表2-1-18)。 1i1i fi因本例地基是岩石地基，故X=0X =3VHi/Hf1ir=Ex G/EX2 G =6176.62/5533.40=1.1161i i1i i5) 水平地震荷载计算K=0.2G=1.3hiC=0.2(天然基础H10m=Z基本振型参与系数计算表2-1-18项目X1i=3VHi/HGi(k
13、N)X1iGi(kN)X21iXGi(kN)S013291.123291.123291.12S10.989199.84197.64195.47S20.945648.19612.54578.85S30.852911.04776.52661.33S40.7171024.08734.27526.47S50.4961138.80564.84280.16合计7213.076176.625533.40E =CCK BriX Gihp j Z h1i i=1.3X0.2X0.2X2.25X1.113X G1i i=0.13X G1i iEihp计算列于表2-1-19。水平地震荷载计算表2-1-19一_项目分
14、段 XliGi(kN)Eihp=0.13X1iGi(kN)so3291.12427.85SI197.6425.69S2612.5479.63S3776.21100.91S4734.2795.46S5564.8473.43合计802.97(6) 水平地震里对各截面产生的弯矩1T 截面M =427.85X0.46+25.69X0.2=201.95KN.m1-15-5 截面 M =427.85 X8.06+25.69 X 7.8+79.63 X6.79+100.91 X4.98+95.46 X 2.97+73.43 X 0.98=5047.55kN.m5-5基底截面 M=427.85X9.56+25.69X9.3+79.63X8.29+100.91X6.48+95.46X4.47+73.43X2.48=6252.01kN.mJ2. 横桥向水面地震里计算(1)本振型参与系数H/B=8.47/14.16=0.5985,X=3Hi/H1i横桥向基本振型参与系数与系数与顺桥向相同。2)基本周期的动力放大系数 桥墩等效截面惯性矩计算1 =1/121.8112.53 3+ 1.814X
