趙州橋資料及橋臺計算書

資料：趙州橋建成距今已1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，特別是1966年邢臺發(fā)生的7.6級地震，邢臺距這里有40多公里，這里也有四點幾級地震，趙州橋都沒有被破壞，著名橋梁專家茅以升說，先不管橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅就它能夠存在1300多年就說明了一切。趙州橋經(jīng)歷了洪水之災(zāi)，地震之災(zāi)，戰(zhàn)亂之災(zāi)，還有車輛重壓，但它千年如一日，至今仍巍然挺立在洨河之上，從這里也可以體會到趙州橋?qū)嵲谑翘珗怨塘?。朗讀第三自然段這么美的圖案，這么有智慧的勞動人民，讓我們帶著對古代勞動人民的敬佩之情和對趙州橋的喜愛之情有感情地朗讀第三自然段。學(xué)習(xí)第四自然段一位普普通通的石匠，他和廣大勞動人民一起建造了這樣一座舉世聞名石拱橋，看看文中是怎樣夸它的？讓我們懷著敬佩和自豪的心情齊讀最后一段。你也來夸夸趙州橋吧！小結(jié)：趙州橋是一座石拱橋，充分表現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧和才干，是我國寶貴的歷史遺產(chǎn)，我們應(yīng)該為我們有這樣的祖先感到自豪，我們要學(xué)習(xí)他們那種勇于發(fā)明創(chuàng)造的精神，把偉大的祖國建設(shè)得更加美好。（2）出示句子：趙州橋表現(xiàn)了勞動人民的智慧加才干，是我國寶貴的歷史遺產(chǎn)。生讀趙州橋世界聞名、歷史悠久，它表現(xiàn)了勞動人民——的智慧加才干，是我國寶貴的歷史遺產(chǎn)趙州橋非常雄偉，它表現(xiàn)了勞動人民——的智慧加才干，是我國寶貴的歷史遺產(chǎn)。趙州橋不但堅固，而且美觀，表現(xiàn)了——勞動人民的智慧和才干，是我國寶貴的歷史遺產(chǎn)。橋臺計算書設(shè)計：復(fù)核：-12-目錄1計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料 11.1標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 11.1.1標(biāo)準(zhǔn) 11.1.2規(guī)范 11.1.3主要材料 11.2計算資料 21.2.1結(jié)構(gòu)尺寸 21.2.2墻后填土參數(shù) 21.2.3墻體與地基參數(shù) 22荷載計算 42.1橋臺及上部荷載計算 錯誤！未定義書簽。2.1.1橋上活載反力 52.1.2不考慮浮力時自重恒載計算 62.2臺背土壓力計算 72.2.1臺后填土自重引起的主動土壓力 72.2.2臺后活載引起的主動土壓力 82.3作用力匯總 93偏心距驗算 104地基承載力驗算 105抗滑移穩(wěn)定性驗算 116抗傾覆穩(wěn)定性驗算 117驗伸縮縫的選擇 12U型橋臺計算1計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料1.1標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1.1.1標(biāo)準(zhǔn)上部構(gòu)造形式：預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板下部構(gòu)造形式：重力式U型橋臺設(shè)計荷載：城市－A級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.11.1.2規(guī)范《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2021）《公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60-2021（簡稱《通規(guī)》）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》JTGD62-2021（簡稱《預(yù)規(guī)》）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTGD63-2021）1.1.3主要材料1）混凝土：橋臺臺帽、背墻采用C30混凝土，側(cè)墻C25混凝土，臺身、擴大基礎(chǔ)C25片石混凝土，容重均采用24kN/m3；3）鋼筋：采用HRB400，，；采用HPB300，，。1.2計算資料1.2.1結(jié)構(gòu)尺寸圖1-1橋臺一般構(gòu)造圖（單位：cm）假設(shè)臺背鉛直，基礎(chǔ)墻趾擴散角=tan-1（50/100）=26.57o<混凝土最大剛性角40o滿足要求，臺后填土與水平面夾角β=0。。1.2.2墻后填土參數(shù)墻背填土容重γs=19KN/m3,計算內(nèi)摩擦角Φ=40o。1.2.3墻體與地基參數(shù) 橋臺c25混凝土容重γk=24KN/m3,基底摩擦系數(shù)μ=0.3,地基容許承載力[σ]=2500Kpa。1.2.3計算荷載 人群荷載q=3kN/m2，上部構(gòu)造反力--恒載標(biāo)準(zhǔn)值p1=2033.89KN，上部構(gòu)造反力--活載標(biāo)準(zhǔn)值p2=3211.54KN。2荷載計算2.1橋臺及上部結(jié)構(gòu)的荷載計算2.1.1橋上部反力編號鉛垂力N（KN）距基底中心的距離（m）彎矩M（KN.m）活載3211.542.678574.82恒載2033.892.675430.49表2.1上部構(gòu)造荷載2.1.2自重恒載計算計算橋臺自重與臺內(nèi)填土重力及其對基礎(chǔ)底中心的偏心彎矩，首先計算各部分重力及其對基礎(chǔ)底前趾點“A”彎矩；編號項目鉛垂力（KN）對A點力臂（m）對A彎矩（KN.m）1臺帽292.651.15336.552搭板384.005.902265.603背墻319.011.78567.844側(cè)墻151.254.65703.315人行道164.054.9803.856臺身5083.684.422368.197填土6246.175.534353.948基礎(chǔ)2793.653.710336.51由上表可知，橋臺及臺內(nèi)填土重合計：15434.46KN；橋臺及臺內(nèi)填土對A點彎矩合計：71735.77KN.m；則橋臺及臺內(nèi)填土對基礎(chǔ)底中心力臂為：橋臺及橋臺內(nèi)填土對基礎(chǔ)底偏心彎矩：2.2臺后土壓力臺后土壓力按JTGD60-2021規(guī)范4.2.3條計算，式中：γ——土容重，γ=19KN/m3；B——橋臺計算寬度，B=15.23m；H——橋臺計算高度，H=7m；h——破棱體范圍內(nèi)車輛荷載的等代均布土厚度；μ——主動土壓力系數(shù)。2.2.1破裂角θ破壞棱體破裂面與豎直線夾角θ的正切值按下式計算：式中：——土內(nèi)摩擦角，=40o；β——填土表面與水平線夾角，β=0o；α——臺背與豎直面夾角，α=0o；δ——臺背與填土間摩擦，δ=/2=20o；則，破壞棱體長度在長度內(nèi)按最不利布置車輛荷載，可布置一個后軸車輛荷載280KN，在橋臺計算寬度內(nèi)，8m行車道，可布置兩輛車，故2.2.2主動土壓力系數(shù)用庫倫土壓力公式計算2.2.3臺后有活載時的臺后土壓力土壓力作用點距橋臺基底距離c，土壓力對橋臺基底彎矩2.2.3臺后無活載時的臺后土壓力當(dāng)臺后無活載時，h=0，土壓力計算如下：土壓力作用點距橋臺基底距離c，土壓力對橋臺基底彎矩2.3溫降、混凝土收縮、徐變作用、制動力2.3.1溫降、混凝土收縮、徐變作用簡支板及橋面連續(xù)的施工溫度為15oC～25oC，計算溫度力時的溫度取值：“公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范“P35，4.3.12-2表，公路橋梁結(jié)構(gòu)的有效溫度標(biāo)準(zhǔn)值，混凝土、石橋，溫?zé)岬貐^(qū)為+34至-3度。則溫升為34-15=19oC，溫降為25-（-3）=28oC。橋臺為重力式U臺，其剛度可假定為無窮大，橋臺與其上支座串聯(lián)，且橋臺剛度假定為無窮大，故它們的集成剛度及為支座剛度，其上有一排24個支座，一排支座的剛度為混凝土的收縮應(yīng)力，參考1985年”公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范”P18,裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮影響力相當(dāng)于降溫（5-10）oC，平均取7.5oC。混凝土徐變影響，按比擬法，參考“公路橋梁伸縮裝置”一書(人民交通出版-2021年)P117,混凝土的徐變與收縮之比為0.165/0.08=2.065，按混凝土收縮與徐變關(guān)系換算，相當(dāng)于降溫7.5*2.0625=15.469度。則溫降及混凝土收縮影響力相當(dāng)于降溫28+7.5+15.469=51oC，它們使上部構(gòu)造兩端向中間收縮，中間必86有一個不動點，其離0號橋臺距離：式中c——收縮系數(shù)，c=0.0000151=0.00051；——橋墩（臺）支座頂部集成剛度橋墩（臺）距0號臺的距離；——活動支座的支座摩阻力，假定不動點以右為正，以左為負(fù)，本橋無活動支座，不計此項。由上部結(jié)構(gòu)降溫及混凝土收縮、徐變在各墩臺的支座頂產(chǎn)生的水平力為：0號臺2.3.2制動力按規(guī)范JTGD60—2021第4.3.5條，一個設(shè)計車道上于汽車荷載產(chǎn)生的制動力標(biāo)準(zhǔn)值按本規(guī)范4.3.1條規(guī)定的車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上計算的總重力的10%計算，但公路—1級汽車荷載的制動力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于165KN。在16m范圍內(nèi)，可布置一輛550KN的車，一輛車的10%為55KN；同向行駛雙車道乘以2，為110KN<165KN，則按165KN計。0號臺為簡支梁橋臺、固定支座，應(yīng)計制動力等于165KN。2.3作用力匯總表2.3橋臺基礎(chǔ)底面外力匯總表序號項目水平力（KN）豎直力（KN）彎矩（KN.m）1土壓力（臺后有活載）1628.94—5537.442土壓力（臺后無活載）1413.66—3298.543溫降、砼收縮及徐變影響力+制動力251.17—1758.194砼收縮及徐變影響力38.86—272.035上部結(jié)構(gòu)恒載—2033.895430.496上部結(jié)構(gòu)活載—3211.548574.827橋臺和臺內(nèi)填土重—15434.4614628.278荷載組合Ⅰ（1+4+5+6+7）1667.8020679.8934443.059荷載組合Ⅱ（1+3+5+6+7）1880.1120679.8935929.2110僅有恒載（2+4+5+7）1452.5217468.3523629.334地基承載力計算按規(guī)范JTGD63-2021第4.2.2條計算基礎(chǔ)底面積A=7.415.73=116.402m2基礎(chǔ)底抗力矩基礎(chǔ)底應(yīng)力荷載組合Ⅰ：<地基容許承載力400KN/m2荷載組合Ⅱ：<1.25×400=500KN/m2以上均在規(guī)范JTGD63-2021的允許范圍內(nèi)，承載力滿足要求。5偏心距驗算按規(guī)范JTGD63-2021第4.2.5條計算基礎(chǔ)底核心半徑橋臺僅受恒載作用時：荷載組合Ⅱ：以上均在規(guī)范JTGD63-2021的允許范圍內(nèi)，偏心距驗算滿足要求。6抗傾覆及抗滑移穩(wěn)定性驗算6.1抗傾覆穩(wěn)定性驗算按規(guī)范JTGD63-2021第4.4.1條計算荷載組合Ⅰ：荷載組合Ⅱ：以上均在規(guī)范JTGD63-2021的允許范圍內(nèi)，抗傾覆滿足要求。6.2抗滑移穩(wěn)定性驗算按規(guī)范JTGD63-2021第4.4.2條計算抗滑移穩(wěn)定性系數(shù)式中——豎向力總和；——抗滑穩(wěn)定水平力總和；——滑動水平力總和；——基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)，取0.4。荷載組