五星橋老橋作為新建橋梁支架基礎(chǔ)的計算書

1、五星橋老橋作為新建橋梁支架基礎(chǔ)的計算書一、概況 .五星橋老橋為城市公路橋梁 .設(shè)計河載為:城-A 級.設(shè)計新建橋梁中心線與 老橋中心線重合 .（ 但跨徑方向不重合） 。原五星橋上部結(jié)構(gòu)為三跨 （16+20+16m ） 簡支的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁結(jié)構(gòu)， 橋面連續(xù)。橋面寬度為 （2.5m人行道）+4.5 米（非機動車道） + 2.5 米（分隔帶） +22米（機動車道） + 2.5 米（分隔帶） +4.5 米（非機動車道） +（ 2.5m 人行道）。橋面總寬 41m ；橋面機動車道和非機 動車道鋪裝層為 10cm水泥混凝土和 9cm瀝青混凝土。下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩與肋式橋臺。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。中墩直徑為

2、 150cm. 樁底標(biāo)高為 -35. 樁長為 37m，樁間距為 6.1m，樁之間設(shè)置聯(lián)系梁。老橋需要驗算的有如下三個部分： 一是 20m預(yù)應(yīng)力先張法空心板承受系桿等 施工荷載的能力； 二是 16m預(yù)應(yīng)力先張法空心板承受系桿等施工荷載的能力； 三 是鉆孔灌注樁的允許承載能力。二、樁基承載力驗標(biāo) .（一）. 恒載計算匯總表。表1序 號項目單位重一根樁承受重（ KN）1橋面鋪裝15.1kn/ 15.1* （10+8）*6.1=15682蓋梁46.3kn/ 46.3*6.1=2823一個立柱28.2kn/ 28.2*3.9=1104一個連系梁29kn/ 29*4.9=1425一個鉆孔樁44.2kn/

3、1/2* （44.2*34 ）+44.2*3=8846小計2986根據(jù)規(guī)范，鉆孔樁自重取其入土深度的一半 . 入土深度為 34m。（二）. 單樁軸向受壓，容許承載力計算?！綪】=(1/2) (ULp + A R)i=n p =(1/L) i li =41.7KPa (45KPa)41.7KPa為根據(jù)新橋i=地1 質(zhì)勘探資料算得； 45KPa為根據(jù)老橋地質(zhì)勘探資料算 得，為安全起見，取 41.7KPa 為驗算指標(biāo)。平均極限摩阻力 p 計算表表 2土層號土質(zhì) R Kpa標(biāo)高( CM)土層厚 l i(CM)i（Kpa）i l i平均 p0000.2 （ 3.3 ）00041.7- 1 b 1粉質(zhì)粘土

4、3003108.1（-4.6）3.665234- 1C 2粉土1509.8 （ -6.3 ）1.74068- 1 d 3粉沙15015（ -11.5 ）5.250260- 1d 2粉沙15026.9（ -23.4 ）11.940476- 1d 1粉沙9035.5 （-32 ）8.625215- 2b 2粉質(zhì)粘土23025045.5 （-45 ）355165i=ni li1418i=1注 : 原老橋中墩鉆孔樁河床底標(biāo)高取 -1.0/. 樁底標(biāo)高為 -35 摩擦樁計算長度為 34m。 R = 2 m 0 （ 0） +k2 2（l-3 ） m0 為清底系數(shù)， t/d=0.2/1.5=0.13, 查表

5、得 m0 =0.7 （0.71.0 ）取最小值 為修正系數(shù)， l/d=34/1.5=22.7, 查表得 =0.65 （取最小值）。k2 查表為 1.5 ， 2查表為 18KN/m3（取最小值）。R = 2 0.7 0.65230+1.5 18（ 34-3 ）=971Kpa。所以，【P】=（1/2） （ULp + A R）2=0.5 （1.5 3.14 34 41.7+3.14 4 1.5 2 971）=4196KN根據(jù)規(guī)范在荷載組合作用下(、)容許承載力可以提高25%,所以P】= 1.25 4196KN=5245KN.三、老橋空心板梁承載能力計算。（一）恒載自重 A 20m 板梁1. 橋面鋪裝

6、： q1 = 0.09 23+0.10 25=4.57KN/m22. 鉸縫混凝土： q2 = 2.875KN/m23. 一片主梁： q3 = 8.5 2520=10.625KN/m24. 作用于 1 片梁上的恒載強度為（ 1m寬）2 q = 4.57+2.875+ 10.625=18.07KN/m2B 16m 板梁1. 橋面鋪裝： q1 = 0.09 23+0.1025=4.57KN/m22. 鉸縫混凝土： q 2 = 2.5KN/m2 23. 一片主梁： q 3 = 8.125KN/m24. 作用于 1 片梁上的恒載強度為（ 1m寬）q =15.2 KN/m2恒載內(nèi)力計算。Mx=ql/2*x

7、-qx*x/2 =qx/2*(l-x)Qx= ql/2*x-qx=q/2*(l-2x)彎矩和剪力計算表 3內(nèi)力位置剪力 Q(KN)彎矩 M(KN m)20m梁16m梁20m梁16m梁X=0177.1118.600X=l/488.559.3660.8346.8X=l/200867.7462.4（二）外荷載計算（新橋系梁支架 . 模板等.）新橋主系梁寬度 2.5m，高度 1.8m. 澆筑時作用在搭設(shè)老橋面上的支架上，按作 用寬度 3.5m考慮，經(jīng)計算橋向荷載強度為 100KN/m（包括系梁、 支架、模板等） 則在 20m和 16m空心板產(chǎn)生的跨中彎矩為：M20中=1/8*100*19.6 2=48

8、02 KNm2M16中=1/8*100*15.6 2=3042 KNm（三）鉸接板橫向分布系數(shù)計算 根據(jù)新橋主系梁在老橋空心板梁上的作用位置及排列， 二根主系梁、支架、 模板等重由 41 片空心板承重。但考慮道主梁以南（或北）只有 8 片梁，所以按 每根主系梁由 16 片空心板梁承受量根據(jù)橋梁工程鉸接板計算資料?？紤]按8 片板梁計算分布系數(shù) （以 20m板梁計算為例，計入 5cm混凝土鋪裝層有效高度）1. 抗彎慣矩（近似計算，假定圓孔在中心）I= (100*903/12 )-(55*553/12 )=5312448cm 42. 抗扭慣矩IT =4(100-22.5 ) 2* ( 90-17.5

9、 )2/(100-22.5)*(1/20+1/15)+(2*(90-17.5)/22.5)=126281406/(9.04+6.44)=8157714 cm3. 剛度參數(shù)V=5.8* (I/ I T)*(b/l) 2=5.8*(5312448/8157714)*(100/2000) 2=000944. 計算跨中中荷載橫向分布系數(shù)荷載簡化排列如下圖，從直觀可看出 1 號板受力最大。計算 1 號板的荷載橫向分布系數(shù)板號V單位荷載作用位置( i 號板中心)1234567811251250.00125125251251251250.011911681421221070960890850.0094187

10、1651411221080980910871. 號板的荷載橫向分布影響線圖20m空板橫向分布系數(shù)： mc=(0.187+(2/3)*0.165)=0.297同理可算得 16m空板： mc=0.327(四) 、外荷載在一片梁上產(chǎn)生的跨中彎矩為：M20 中=1/2* M 20 中*0.297=1/2*4802*0.297=713KN mM16 中=1/2* M 16 中*0.327=1/2*3042*0.327=497KN m1339(五) 、預(yù)應(yīng)力在空心板梁上產(chǎn)生的彎矩( n=(1.95*10 5/3.45*10 4)=5.65 )采用的預(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)強度 1860Mpa，張拉抗制應(yīng)力 Mpa經(jīng)計算

11、扣除損失后鋼絞線的有效預(yù)應(yīng)力約為 y=1130 Mpa.Ayj =14 1.374=19.24cm2 2 2A5=43.14/4 1.2 2=4.52cm222A5=83.14/4 1.2 2=9.04cm21、換算截面的幾何特性：A=100*9*(3.14/4)*62.5 2+(5.65-1)*(4.52+9.04)+(5.65-1)*19.24=6086 cmS= (5.65-1)*19.24*5 + (5.65-1)*4.52*80 + (5.65-1)*9.04*8 +(100*90*(1/2)*90)-(3.14/4)*62.52*(1/2)*85)=447+1681+336+405

12、000-130322=277142 cm 3Y下=S/A=277142/6086=45.53cmI=(1/12*100*90 3)+ (100*90*0.53 3)+ (5.65-1)*19.24*(45.53-5) 2 (5.65-1)*4.52*(44.47-10) 2 + (5.65-1)*9.04*(45.53-8) 2 (55/12)*55 3+552*(45.53-42.5) 2 =6075000+2528+146964+24973+59208-790324=6229349 cm42、 有效預(yù)應(yīng)力彎矩 My中-3My中=1130*19.24* ( 45.53-5 ) *10 -3

13、=881 KNm(六) 作用在 20m空板梁上跨中彎矩組合為( 1 片梁)M總= M 恒中 + M20 中- My 中=867.7+713-881=700 KN m(七) 20m空板梁的正截面強度計算上 =N/A+ M/I/y 上 =1130019.24/6086+700 104/6229349 44.7=85.7kg/cm =175 kg/cm 下 =N/A- M/I/y 下 =11300 19.24/6086-700 104/6229349 45.53=-14.5kg/cm=-27 kg/cm（八）系梁等荷載引起 20m空板梁跨中的撓度計算f=571310419.62104/（483.45 1056229349）=1.3cmf=1.3cm1960/400=3.3cm（九）同樣方法計算得系梁等荷載引起 16m空板梁跨中的撓度計算及截面應(yīng)力如 下: 上 =N/A+ M/I/y上 =1100015.8/5674+