空心墩墩身計(jì)算書

1、第1頁(yè)共18頁(yè)空心墩墩身計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料橋梁跨徑：L=40m路基寬度：W=26m橋梁跨徑組合：4 x 40m空心墩尺寸：橫橋向?qū)挾?.25m (對(duì)應(yīng)懸臂長(zhǎng)度3.5m)順橋向?qū)挾?.4m、3m 4m三種空心墩壁厚:空心墩尺寸表橋墩寬度(m橋墩厚度(m順橋向壁厚(m)橫橋向壁厚(m)使用范圍 (橋墩咼度范圍)4.252.40.40.440m50m4.2530.50.550m60m4.2540.50.560m70m、橋墩集成剛度計(jì)算假定1、聯(lián)橋中，僅僅計(jì)算三個(gè)中墩的受力，不考慮過(guò)渡墩的受力。2、3、偏安全考慮，汽車制動(dòng)力的分配按照三個(gè)中墩的集成剛度分配。一聯(lián)橋梁中，空心橋墩墩高分別采用低限和高限的

2、組合即：采用2.4米厚的空心墩，一聯(lián)中橋墩高度分別采用采用2.4米厚的空心墩，一聯(lián)中橋墩高度分別采用采用2.4米厚的空心墩，一聯(lián)中橋墩高度分別采用40m 50m 50m50m 60m 60;60m 70m70。4、主梁的收縮徐變折成降溫計(jì)算，降溫溫度取 30C。5、為取得最大水平力，溫度變化須與收縮徐變變化一致，升溫不控制設(shè)計(jì)，升溫水平力不做計(jì)算。故由溫度變化引起的水平力，僅考慮降溫引起，降溫溫度取25C。6第2頁(yè)共18頁(yè)第3頁(yè)共18頁(yè)其中：E-混凝土彈性模量,C30 混凝土，E=3X 104MPa6、在中墩處均設(shè)置固定支座，過(guò)渡墩處設(shè)置滑板支座。三、橋墩集成剛度計(jì)算1、橋墩幾何參數(shù)計(jì)算空心墩

3、墩身慣矩按照下式計(jì)算:I = bh3 - 丄(b -2t)(h -2t)312 12橋墩幾何參數(shù)墩身寬b墩身厚h壁厚t墩高H（m）面積A墩身慣矩1(m)(m)(m)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩(m2)4(m)4.252.40.44050504.683.724.2530.55060606.257.404.2540.56070707.2515.352、橋墩抗推剛度計(jì)算按照鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（TBJ2-85）第5.3.1條，計(jì)算抗推剛度時(shí)，混凝土的抗彎彈性模量取抗壓彈性模量的 0.8倍，橋墩抗推剛度按照下式計(jì)算，即:3 0.8EIH-橋墩高度橋墩抗推剛度墩身寬b墩身厚h壁厚t橋墩剛度（KN/m）(m)(m)(m

4、)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩4.252.40.44183214221424.2530.54260246524654.2540.55118322332233、支座剛度計(jì)算支座為板式橡膠支座，規(guī)格為 GYZ42X 99,每個(gè)橋墩頂8個(gè)支座。支座剛度按照下式計(jì)算，即:nAGt其中：n-支座的個(gè)數(shù);A-支座的面積；6第4頁(yè)共18頁(yè)G-支座的剪切模量，取1.1 X 104MPat-支座橡膠厚度，取支座高度的0.8倍;支座剛度：p z=15763KN/m4、橋墩集成剛度計(jì)算橋墩與支座串聯(lián)，橋墩的集成剛度按照下式計(jì)算，即:橋墩集成剛度支座剛橋墩抗推剛度（KN/m橋墩集成剛度（KN/m(KN/m )1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩

5、1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩157634183214221423306188618861576342602465246533542132213215763511832233223386426762676四、橋墩墩頂水平力計(jì)算1、一聯(lián)橋梁變形零點(diǎn)計(jì)算變形零點(diǎn)按照下式計(jì)算，即：C KjL. JRXLCL Ki Li其中：C-收縮系數(shù)，計(jì)算中按照混凝土收縮+徐變+降溫取55C, C=1E-5X 55=0.00055;Ki Li -橋墩抗推剛度與橋墩距橋臺(tái)距離的乘積；JR -橋臺(tái)摩擦系數(shù)與上部結(jié)構(gòu)豎直反力的乘積，如為滑板支座，取0。橋墩變形零點(diǎn)墩身寬b墩身厚h壁厚t變形零點(diǎn)(m)(m)(m)(m)4.252.4

6、0.472.04.2530.573.64.2540.574.8注：表中變形零點(diǎn)為距離小樁號(hào)過(guò)渡墩（橋臺(tái)）的距離。2、收縮徐變、降溫產(chǎn)生的水平力第5頁(yè)共18頁(yè)Hi水平力按照下式計(jì)算，即:其中：C收縮系數(shù)；t 收縮徐變或降溫的溫度差;X橋墩距離變形零點(diǎn)的距離;Ki橋墩抗推剛度。收縮徐變、降溫產(chǎn)生的水平力墩身厚h收縮徐變水平力（KN降溫水平力（KN(m)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.431.7-4.5-27.226.4-3.8-22.6333.8-4.1-29.728.2-3.4-24.7440.4-4.1-36.233.7-3.4-30.2表中水平力正號(hào)表示力的方向指向小樁號(hào)過(guò)渡墩（橋臺(tái)

7、），負(fù)號(hào)表示力的方向背離小樁號(hào)過(guò) 渡墩（橋臺(tái)）。3、墩頂制動(dòng)力計(jì)算橋梁一聯(lián)長(zhǎng)度：4X 40=160m均布荷載qk=10.5KN/m,集中荷載Pk=320KN一列車道荷載的 10%為（160 X 10.5+320） X 10%=200KM165KN故：總制動(dòng)力 Hz=200X 3X 0.78=468KN每 個(gè)橋墩上分配的制動(dòng)力為：橫橋向風(fēng)荷載假定水平的垂直作用于橋梁各部分迎風(fēng)面積的形心上，其標(biāo)準(zhǔn)值按照墩身厚h制動(dòng)力墩頂制動(dòng)力（KN(m)(KN)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.4468231.2118.4118.43468216.9125.5125.54468207.1130.4130.4Ki Ki墩頂制動(dòng)

8、力4、風(fēng)力計(jì)算第6頁(yè)共18頁(yè)KDK1K2K5W(KN/nf)2A/h(m)橫橋向風(fēng)力Fwh(KN)縱橋向風(fēng)力Fwz(KN)11.3921.41.361.380.4596296.5367.611.5481.41.361.380.45150515.3511.011.7231.41.361.380.45240917.6682.5JTG D60-2004第4.3.7條公式計(jì)算Fwh = k0k1k3Wd AwhWd JVd ； Wo J% ； Vd =k2k5Vio ； -0.012017e-0.0001z2g2g其中：k0-設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)，對(duì)于單孔跨徑為大橋和特大橋的橋梁，k=1.0 ；K

9、-風(fēng)阻力系數(shù)，由JTG D60-2004表437-6查取k1表墩寬度b(m)墩厚度h(m)墩高度H(m)b/tH/bk14.252.4501.7720.81.3924.253601.4220.01.5484.254701.0617.51.723KB -地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，由JTGD60-2004表4.3.7-1取用，本橋取為1.4 ；K2 -考慮地面粗糙程度類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)，由JTGD60-2004表437-3取用，本橋按照70米高度、B類地面粗糙程度，取為1.36 ；K5 -陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)，本橋按照 B類地表，取為1.38 ;g -重力加速度，g=9.81m/s22五、橋墩墩

10、墩底彎矩計(jì)算1、收縮徐變產(chǎn)生的彎矩V10 - 0.45KN/m按照J(rèn)TG D60-2004第437條第2款，“橋墩上的順橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按橫橋向風(fēng) 壓的70%乘以橋墩迎風(fēng)面積計(jì)算”?？v橋向、橫橋向風(fēng)力表第7頁(yè)共18頁(yè)收縮徐變產(chǎn)生的彎矩表墩身厚墩高(m)收縮徐變水平力(KN收縮徐變彎矩(KNm)(M)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.440505031.74.527.212682271358350606033.84.129.716892461781460707040.44.136.2242329025372、降溫產(chǎn)生的彎矩產(chǎn)生的彎矩表墩身厚墩高(m)降溫水平力(KN降溫

11、彎矩(KNm)曲)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.440505026.43.822.610571891132350606028.23.424.714082051484460707033.73.430.2201924121153、汽車制動(dòng)力產(chǎn)生的彎矩汽車制動(dòng)力產(chǎn)生的彎矩表墩身厚墩高(m)汽車制動(dòng)力水平力(KN汽車制動(dòng)力彎矩(KNm)沖)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.4405050231.2118.4118.49249591959193506060216.9125.5125.510846753275324607070207.1130.4130.

12、412428913191314、風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩表墩身厚墩高(m)風(fēng)何載水平力(KN風(fēng)荷載彎矩(KNm)沖)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩2.4405050231.2118.4118.49249591959193506060216.9125.5125.510846753275324607070207.1130.4130.41242891319131六、橋墩墩墩底荷載組合1、荷載組合荷載組合分別按照基本組合、短期組合和長(zhǎng)期組合進(jìn)行荷載組合。基本組合用于承載能力極限狀態(tài)的配筋計(jì)算；短期組合和長(zhǎng)期組合用于 第8頁(yè)共18頁(yè)正常使用極限狀態(tài)的裂縫計(jì)算。基本組合、短

13、期組合和長(zhǎng)期組合均按照以下三種情況進(jìn)行：組合I:未架梁，此時(shí)橋墩承受橋墩自重和風(fēng)荷載；組合架梁后，此時(shí)橋墩承受橋墩自重、上部恒載、主梁的收縮徐變、 溫度荷載和風(fēng)荷載；組合皿：運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，此時(shí)橋墩承受橋墩自重、上部恒載、活載、主梁的 收縮徐變、溫度荷載和風(fēng)荷載； 、基本組合按照J(rèn)TG D60-2004第4.1.6條計(jì)算：mnOSud =0 0 GiSGikQiSQikc QjSQjk)i dj -2計(jì)入荷載組合系數(shù)后，M N的計(jì)算式如下:組合I: M=1.1X風(fēng)荷載彎矩N=1.2X（蓋梁+墩身）組合M= 1.0 X收縮徐變彎矩+0.7 x（ 1.4 X降溫彎矩+1.1 X風(fēng)荷載彎矩）N=1.2X（

14、蓋梁+墩身）+1.2 X上部恒載組合皿：M=1.0X收縮徐變彎矩+1.4 X制動(dòng)力彎矩+0.7 X（ 1.4 X降溫彎矩+1.1 X風(fēng)荷載彎矩）N=1.2X（蓋梁+墩身）+1.2 X上部恒載+1.4 X活載 、短期組合按照J(rèn)TG D60-2004第4.1.7條計(jì)算mnSsd 二 SGik 二.l j Sjki 4j 4計(jì)入荷載組合系數(shù)后，M N的計(jì)算式如下： 組合I: M=1.0 X風(fēng)荷載彎矩第9頁(yè)共18頁(yè)NS=1.0 x（蓋梁+墩身）組合M=1.0 X收縮徐變彎矩+0.8 X降溫彎+0.75 X風(fēng)荷載彎矩NS=1.0 X（蓋梁+墩身）+1.0 X上部恒載組合皿：M=1.0 X收縮徐變彎矩+0

15、.7 X制動(dòng)力彎矩+0.8 X降溫彎矩 +0.75 X風(fēng)荷載彎矩NS=1.0 X（蓋梁+墩身）+1.0 X上部恒載+0.7 X活載 、長(zhǎng)期組合按照J(rèn)TG D60-2004第4.1.7條計(jì)算mnSld 八，SGik f2jSjki =1j =1計(jì)入荷載組合系數(shù)后，M N的計(jì)算式如下： 組合I: M=1.0 X風(fēng)荷載彎矩NS=1.0 X（蓋梁+墩身）組合M=1.0 X收縮徐變彎矩+0.8 X降溫彎+0.75 X風(fēng)荷載彎矩NS=1.0 X（蓋梁+墩身）+1.0 X上部恒載組合皿：M=1.0 X收縮徐變彎矩+0.4 X制動(dòng)力彎矩+0.8 X降溫彎矩 +0.75 X風(fēng)荷載彎矩NS=1.0 X（蓋梁+墩身

16、）+1.0 X上部恒載+0.4 X活載 荷載基本組合、短期組合和長(zhǎng)期組合表如下。第 9 頁(yè) 共 18 頁(yè)第11頁(yè)共18頁(yè)荷載基本組合表1號(hào)橋墩2號(hào)橋墩3號(hào)橋墩墩身+蓋梁自重(KN)墩身厚度(m)何載組合M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)恒載(KN)活載(KN)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩組合I808756164857020101097020組合n10539200759242147912735214792.4組合川20914218229039232261783123226468058505850組合I140529375843112501686211250組合n1731823

17、83413192570920306257093組合川2809025581115832745625584274567812.593759375組合I22522130501501152252627615225組合n272072750920622968431182296844組合川375672925614360314313578631431120491248108751268812688“活載”中已計(jì)入沖擊系數(shù)0.27第12頁(yè)共18頁(yè)荷載短期組合表1號(hào)橋墩2號(hào)橋墩3號(hào)橋墩墩身+蓋梁自重(KN)墩身厚度(m)何載組合MS(KNm)N(KN)MS(KNm)2(KN)MS(KNm)2(KN)恒載(KN)活

18、載(KN)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩組合I73524680441585091905850組合n762816729709178999156178992.4組合川14102174174853185871330018587468058505850組合I1277578137669375153299375組合n12397198629852142414466214243組合川199892055062582211219738221127812.593759375組合I20475108751365126882388712688組合n193952292415072473722145247374組合川2809423612

19、789825425285362542512049983108751268812688“活載”中不計(jì)沖擊系數(shù)第13頁(yè)共18頁(yè)荷載長(zhǎng)期組合表1號(hào)橋墩2號(hào)橋墩3號(hào)橋墩墩身+蓋梁自重(KN)墩身厚度(m)何載組合M(KNm)N(KN)MI(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)恒載(KN)活載(KN)1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩組合I73524680441585091905850組合n762816729709178999156178992.4組合川11327171223077182921152418292468058505850組合I1277578137669375153299375組合n1239719862

20、9852142414466214243組合川167352025539982181717478218177812.593759375組合I20475108751365126882388712688組合n193952292415072473722145247374組合川2436623317515925130257972513012049983108751268812688“活載”中不計(jì)沖擊系數(shù)第14頁(yè)共18頁(yè)荷載短期組合偏心距及大小偏心判定1號(hào)橋墩2號(hào)橋墩3號(hào)橋墩墩身厚度(m)MS/Ns0.3h大/小偏心MS/Ns0.3h大/小偏心MS/Ns0.3h大/小偏心1.5710.72大偏心0.0750.

21、72大偏心1.5710.72大偏心0.4560.72小偏心0.0400.72小偏心0.5120.72小偏心2.40.8100.72大偏心0.1680.72大偏心0.7160.72大偏心1.6350.9大偏心0.0820.9大偏心1.6350.9大偏心0.6240.9小偏心0.0460.9小偏心0.6750.9小偏心30.9730.9大偏心0.1830.9大偏心0.8930.9大偏心1.8831.2大偏心0.1081.2大偏心1.8831.2大偏心0.8461.2小偏心0.0611.2小偏心0.8951.2小偏心41.1901.2大偏心0.2051.2大偏心1.1221.2大偏心第14頁(yè)共18頁(yè)

22、Wfk-C1C2C3ssEs（卄As 十 Apbh。(bf -b)hf；當(dāng)p v0.006 時(shí)，取 P =0.006 時(shí)；當(dāng)p 0.02 時(shí)，取 p2、配筋計(jì)算及承載能力驗(yàn)算墩身計(jì)算采用如下方法：1、對(duì)于大偏心受力狀態(tài)下，采用裂縫控制計(jì)算，用于計(jì)算墩身鋼筋的計(jì)算；2、利用按照裂縫計(jì)算的配筋，計(jì)算承載能力極限狀態(tài)下是否滿足要求。裂縫計(jì)算按照J(rèn)TG D60-2004第643條：=0.02。C1 =1.0;C2 =1 0.5-Ni;C0.9NsssNs(es -ZAsZz 門0.87 -0.12(1se0ys,(bf _b)hfbhs =114000e /h0第14頁(yè)共18頁(yè)第17頁(yè)共18頁(yè)參數(shù)計(jì)算

23、b(m)橋墩號(hào)組合壁厚(m)Ns(KN)h(m)eo(m)ho(m)l o(m)n s丫 fesZ組合I0.446802.41.5712.15401.0950.8022.8501.841組合U0.4167292.40.4562.15401.3270.8021.7351.7921號(hào)墩組合川0.4171222.40.8102.15401.1840.8022.0891.816組合I0.458502.41.5712.15501.1490.8022.9341.843組合U0.4178992.40.5122.15501.4560.8021.8751.8033號(hào)墩組合川0.4182922.40.7162.1

24、5501.3260.8022.0791.816組合I0.5781331.6352.75501.1170.5913.2562.296組合U0.51986230.6242.75501.3060.5912.2452.1901號(hào)墩組合川0.52025530.9732.75501.1960.5912.5942.241組合I0.5937531.6352.75601.1680.5913.3402.301組合U0.52142430.6752.75601.4070.5912.3802.2123號(hào)墩組合川0.52181730.8932.75601.3080.5912.5982.241組合I0.51087541.8

25、833.75601.1120.4334.0243.041組合U0.52292440.8463.75601.2490.4332.9872.8611號(hào)墩組合川0.52331741.1903.75601.1770.4333.3312.939組合I0.51268841.8833.75701.1520.4334.1003.049組合U0.52473740.8953.75701.3210.4333.1122.8924.253墩組合川0.52513041.1223.75701.2560.4333.3392.941第18頁(yè)共18頁(yè)裂縫計(jì)算墩身厚度(m)橋墩號(hào)組合壁厚(m)根數(shù)鋼筋直徑(mm)鋼筋應(yīng)力(MPa)

26、C1C2C3Es(MPa)含筋率裂縫(mm)組合I0.4362.5145.111.50012.0E+050.00600.176組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫2.41號(hào)墩組合川0.4362.5145.411.49212.0E+050.00600.175組合I0.4482.5147.011.50012.0E+050.00760.170組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫2.43號(hào)墩組合川0.4482.5112.411.49212.0E+050.00760.130組合I0.5482.5138.611.50012.0E+050.00600.168組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫31號(hào)墩組合川0.5482.5135.

27、411.49312.0E+050.00600.163組合I0.5582.5148.711.50012.0E+050.00650.178組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫33號(hào)墩組合川0.5582.5121.911.49312.0E+050.00650.145組合I0.5562.5127.811.50012.0E+050.00600.155組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫41號(hào)墩組合川0.5562.5113.011.49412.0E+050.00600.137組合I0.5602.5148.411.50012.0E+050.00600.180組合U小偏心構(gòu)件，不計(jì)算裂縫43墩組合川0.5602.5115.611.49412.0E+050.00600.140第19頁(yè)共18頁(yè)承載能力計(jì)算b(m)橋墩號(hào)組合壁厚(m)fsd (MPa)Z bfcd (MPa)組合Y