茶園溪溪A0號(hào)橋臺(tái)計(jì)算書（cank）

1、.茶園溪A0號(hào)橋臺(tái)計(jì)算書目錄1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)參數(shù)22橋臺(tái)計(jì)算23結(jié)論84修正85其他橋臺(tái)的說明81技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)參數(shù)1.1設(shè)計(jì)參數(shù)1.1.1設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)。1.2.1設(shè)計(jì)車速：80Km/h。1.3.1橋面寬度：整體式路基橋面總寬度：24m。1.4.1橋面縱坡：主橋縱坡為i=2.2%。1.5.1平曲線：主橋平面位于半徑為1300m的圓曲線上。 1.2設(shè)計(jì)采用的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)1.2.1公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B012003）1.2.2公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ D602004）1.2.3公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）1.2.4公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（J

2、TG D632007）1.3設(shè)計(jì)荷載取值及設(shè)計(jì)參數(shù)1.3.1混凝土自重取25KN/m31.4主要材料及設(shè)計(jì)參數(shù)1.4.1混凝土C30混凝土（臺(tái)帽、耳背墻、側(cè)墻頂）彈性模量：Ec=30000Mpa剪切模量：Gc=12000 Mpa泊松比：Vc=0.2軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：fck=20.1 Mpa抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：ftk=2.01 Mpa1.4.2 C20片石混凝土（臺(tái)身、擴(kuò)大基礎(chǔ)）抗壓極限強(qiáng)度MPa：7.82 Mpa抗剪極限強(qiáng)度MPa：1.59 Mpa2橋臺(tái)計(jì)算2.1橋臺(tái)概述橋臺(tái)臺(tái)帽、耳背墻、側(cè)墻頂均采用C30混凝土；臺(tái)身、擴(kuò)大基礎(chǔ)采用C20片石混凝土。橋臺(tái)構(gòu)造見下圖1：圖 12.2計(jì)算重點(diǎn)進(jìn)行了基底應(yīng)

3、力、和基底穩(wěn)定的驗(yàn)算。2.3計(jì)算步驟 2.3.1土壓力 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 第4.2.3-2條規(guī)定 土壓力按公式 式中 土容重，=18kN/m3 B橋臺(tái)計(jì)算寬度，B=24m H橋臺(tái)計(jì)算高度，H=11.45m h破棱體范圍內(nèi)車輛荷載的等代均布土層厚度 系數(shù) 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 第4.2.3-2條規(guī)定算得：=0.301 破壞棱體破裂面與豎直線夾角的正切值按下式計(jì)算： 式中=+ 其中土內(nèi)摩擦角，=30° 臺(tái)背與豎直面夾角，=0° 臺(tái)背與填土間摩擦角，=15° =+=0°+15°+30

4、6;=45° =0.6529 破壞棱體長(zhǎng)度l=H tg=11.45x0.6529=7.47m 在l長(zhǎng)度范圍內(nèi)，可布置一輛車后四軸，在橋臺(tái)計(jì)算寬度B范圍內(nèi)，布置三輛車，故G=1560 kN。 h=1640/(24x7.47x18)=0.520m E=BH(H+2h)=0.5x24x0.301x18x11.45x(11.45+2x0.520)=9298.2kN 土壓力作用點(diǎn)距橋臺(tái)基底距離c c=+=x=3.976m。 土壓力對(duì)橋臺(tái)基底彎矩 M=9298.2x3.976=36966.3kN*m 當(dāng)臺(tái)后無活載時(shí)，h=0,土壓力計(jì)算如下： E=B=0.5x24x0.301x18x=8523.8

5、 kN c=11.45/3=3.82m M=8523.8x3.82=32532.0kN*m 2.3.2橋臺(tái)自重及臺(tái)身填土重力對(duì)其基礎(chǔ)底中心的偏心彎矩 1)外輪廓的近似計(jì)算 外輪廓計(jì)算可以按一下近似圖2計(jì)算 圖 2 外輪廓縱向頂長(zhǎng)：2.5+1.2=3.7 m 外輪廓縱向底長(zhǎng)： 4.2 m 外輪廓高9.45 m 外輪廓橫向?qū)挾龋?4 m 外輪廓體積：0.5x(3.7+4.2)x9.45x24=895.9 外輪廓重力：895.9x23=20604.8 kN 對(duì)基礎(chǔ)外邊的力臂：(3.7x9.45x(1.85+0.5+1)+0.5x0.5x9.45x(0.667x0.5+1)/(3.7x9.45+0.5

6、x0.5x9.45)=3.22m對(duì)基礎(chǔ)外邊的彎矩：20604.8x3.22=66396.3kN*m2)臺(tái)帽（扣除部分）臺(tái)帽體積：1.2x0.6x24=17.3 臺(tái)帽重力：17.3x23=397.4 kN對(duì)基礎(chǔ)外邊的力臂：1+1.7-0.6=2.1 m對(duì)基礎(chǔ)外邊的彎矩：397.4x2.1=834.6 kN*m3)臺(tái)口（扣除部分）臺(tái)口體積：1.2x2.85x24=82.1 m3臺(tái)口重力：82.1x23=1887.8 kN對(duì)基礎(chǔ)外邊的力臂：1+1.7-0.6=2.1 m對(duì)基礎(chǔ)外邊的彎矩：1887.8x2.1=3964.5 kN*m4)填土（扣除部分）填土部分體積及力臂可以按圖3做近似計(jì)算圖 3填土體

7、積：(23+17.25)x9.45x0.5x0.2+(23+21.11)x3.45x0.5x1.9+0.5x1.9x6x(17.25+21.11)/2 =291.9 填土重力：291.9x23=6714.5 kN對(duì)基礎(chǔ)外邊的力臂：(0.2*9.45*(0.1+2.3+2.7)+1.9*3.45*(1.9/2+2.1+1)+0.5*1.9*6*(0.667*1.9+2.1+1)/(0.2*9.45+1.9*3.45+0.5*1.9*6) =4.32 m對(duì)基礎(chǔ)外邊的彎矩：6714.5x4.32=28994.1 kN*m5)臺(tái)身對(duì)基礎(chǔ)外邊彎矩合計(jì)：66396.3-934.6-3964.5-28997

8、.1=32603.1 kN*m6)臺(tái)身重力合計(jì)：20604.8-397.4-1887.8-6714.5=11605.1 kN7)臺(tái)身填土體積：291.9填土重力：291.9x18=5254.8kN對(duì)基礎(chǔ)外邊的力臂：4.318m對(duì)基礎(chǔ)外邊的彎矩：5254.8x4.318=22691.0 kN*m臺(tái)身、基礎(chǔ)、臺(tái)內(nèi)填土重力計(jì)算表 表1部分尺寸體積（m3）重力（KN）對(duì)基礎(chǔ)外邊力矩（m)對(duì)基礎(chǔ)外邊彎矩（KN*m)臺(tái)帽17.34322.1907.2臺(tái)身11605.132603.1填土300.35254.822691.0基礎(chǔ)6.2x26+5.2x25291.272803.122568橋臺(tái)及臺(tái)內(nèi)填土重合計(jì)：

9、432+11605.1+5254.8+7280=24571.8kN橋臺(tái)及臺(tái)內(nèi)填土對(duì)基礎(chǔ)外邊彎矩合計(jì)：907.2+31770.9+23342.3+20801=78769.4 kN*m橋臺(tái)及臺(tái)內(nèi)填土對(duì)基礎(chǔ)底中心力臂：0.5x6.2-78769.4/24571.8=-0.106m橋臺(tái)及臺(tái)內(nèi)填土對(duì)基礎(chǔ)底中心彎矩：23959.9x(-0.106)=-2596.7 kN*m3.3.3恒荷載恒荷載：根據(jù)橋梁的計(jì)算提取恒荷載為6026.0 kN上部結(jié)構(gòu)恒荷載對(duì)橋臺(tái)基礎(chǔ)的偏心距為1.04 m恒載對(duì)基礎(chǔ)底中心偏心彎矩6026.0x1.04=6267.1kN*m3.3.4活荷載恒荷載：根據(jù)橋梁的計(jì)算提取恒荷載為13

10、83.5 kN上部活荷載對(duì)橋臺(tái)基礎(chǔ)的偏心距為1.04m活載對(duì)基礎(chǔ)底中心偏心彎矩1383.5x1.04=1438.8 kN*m3.3.5支座摩阻力根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004 第4.3.11條規(guī)定，支座摩阻力根據(jù)下式計(jì)算F=W式中 W作用于活動(dòng)支座上由上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng) 支座得摩擦系數(shù)F=W=0.06x6026.0=361.6 kN支座摩阻力對(duì)基礎(chǔ)底中心偏心彎矩361.6x6.6=3109.4 kN*m橋臺(tái)基礎(chǔ)底面外力匯總表 表2序號(hào)項(xiàng)目水平力（kN）豎直力（kN）彎矩（kN*m）1土壓力（有活載）9298.2369662土壓力（無活載）8523.832533上部結(jié)構(gòu)恒載

11、6026.06267.14上部結(jié)構(gòu)活載1383.51438.85橋臺(tái)臺(tái)身及基礎(chǔ)填土24572-25976支座摩阻力361.63109.47工況一1+3+4+5+69659.831981.0451858工況二2+3+58885.330598362032.3.6橋臺(tái)基礎(chǔ)底應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D63-2007 第4.2.2-2條規(guī)定 + 基底平均壓應(yīng)力 短期效應(yīng)組合在基底產(chǎn)生的豎向力 基礎(chǔ)底面面積 短期效應(yīng)組合在基底產(chǎn)生的水平力和豎向力對(duì)基底重心軸的彎矩 基礎(chǔ)底面偏心方向面積地抗拒 A=6.2x26=161.2 W=1/6x26x6.2x6.2=166.6 kN*m基礎(chǔ)底核心半

12、徑=W/A=153.8/148.8=1.03 m基礎(chǔ)底最大應(yīng)力Pmax=31981/161.2+30598/166.6=469.7 kN*400 kN*考慮深度修正后=616kPa 符合規(guī)范要求2.3.7橋臺(tái)基礎(chǔ)底作用力偏心距驗(yàn)算 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D63-2007 第4.2.5-2條規(guī)定 式中N、M作用于基底的豎向力和所有外力（豎向力、水平力）對(duì)基底截面中心的彎矩。橋臺(tái)僅受工況二作用時(shí)e0=36203/30598=1.211.0x=1.0x1.03=1.03 不符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況一作用時(shí)e0=45185/9659.8=1.3691.2x=1.2x1.03=1.24 不符合規(guī)

13、范要求2.3.8橋臺(tái)基礎(chǔ)底抗傾覆及抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算3.8.1抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D63-2007 第4.4.1條規(guī)定：橋涵墩臺(tái)基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定，按下式計(jì)算：=式中墩臺(tái)基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù) s在截面重心至合力作用點(diǎn)的延長(zhǎng)線上，自截面重心至驗(yàn)算傾覆軸的距離（m）橋臺(tái)受工況一作用時(shí)=（6.2/2）/1.24=5.241.5 符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況二作用時(shí)=（6.2/2）/1.369=6.261.5 符合規(guī)范要求3.8.1抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D63-2007 第4.4.2條規(guī)定：橋涵墩臺(tái)基礎(chǔ)的抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)按下式計(jì)算：=式中橋涵墩臺(tái)基礎(chǔ)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系

14、數(shù) 豎向力總和 抗滑穩(wěn)定水平力總和 滑動(dòng)水平力總和 基礎(chǔ)底面與地基土之間的摩擦系數(shù)由表2可以看出，其穩(wěn)定性由工況一控制，故以工況一控制設(shè)計(jì)Kc（工況一）=0.5x31981.0/9658.8=1.30071.3 符合規(guī)范要求Kc（工況一）=0.5x30598/8885.3=1.351.3 符合規(guī)范要求3結(jié)論計(jì)算表明橋臺(tái)基礎(chǔ)底最大應(yīng)力Pmax=466.1 kN*450 kN* 不符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況一作用時(shí)= 1.441.24 不符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況二作用時(shí)=1.211.03 不符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況一作用時(shí)=5.241.5 符合規(guī)范要求橋臺(tái)受工況二作用時(shí)=6.231.5 符合規(guī)范要求橋臺(tái)受控制工況作用時(shí)Kc=1.30071.3 符合規(guī)范要求4修正當(dāng)H修改為10 m時(shí)，橋臺(tái)基礎(chǔ)底最大應(yīng)力Pmax=380.