1、 橋墩課程設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)資料上部結(jié)構(gòu)為5孔20m裝配式混凝土簡支梁,橋面凈寬11m.下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式圓柱墩。墩柱及樁身尺寸構(gòu)造見圖，墩柱直徑130cm,混凝土C30,fcd=13.8MPa,主筋RB335，fsd=280 MPa,灌注樁直徑150cm, 混凝土C20, fcd=13.8MPa,主筋HRB335，fsd=280 Mpa。墩頂每片梁梁端設(shè)400400mm板式橡膠支座一個，臺頂每片梁梁端設(shè)四氟版活動支座一個，板式橡膠支座摩阻系數(shù)f=0.05,滑板支座最小摩阻系數(shù)f=0.03,一般情況取0.05。橋臺上設(shè)橡膠伸縮縫。蓋梁、墩身構(gòu)造均采用C30混凝土，系梁采用C25混凝土，主筋采用HRB

2、335級鋼筋，箍筋采用R235級鋼筋，。已知數(shù)據(jù)：每片邊梁自重（kN）每片中梁自重(kN)一孔上部結(jié)構(gòu)總重(kN)每個支座支反力(kN)1、5號梁2、3、4號梁2706.18邊梁支座中梁支座26.627.46265.47270.05一、荷載計(jì)算（一）、恒載計(jì)算：墩柱上部恒載值由上知：(1)上部構(gòu)造恒載，一孔重：2706.18kN;(2)蓋梁自重（半根自重）：5304.29kN;(3)橫系梁重:;(4)墩柱自重:墩柱自重：;（二）、活載計(jì)算荷載布置及行駛情況參考前面計(jì)算，數(shù)值直接取用。1、汽車荷載 (1)單孔單車時相應(yīng)得制動力為：<90kN所以單孔單車時得制動力取為：T=90kN (2)雙

3、孔單車時相應(yīng)得制動力為：取雙孔單車制動力為：T=90kN。2、人群荷載(1)單孔單側(cè)人群荷載：(2)雙孔單側(cè)人群荷載：活載中雙孔荷載在支點(diǎn)處產(chǎn)生最大反力值，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力；活載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩底彎矩。（三）雙柱反力橫向分布計(jì)算活載布置見圖本章圖(1)圖(3)。1、汽車圖1 單孔單列車布置（單位：cm）(1)單列汽車布置；(2)雙列車布置圖2 單孔雙列車布置（單位：cm）；（2）人群圖3 單側(cè)人群布置（單位：cm）(1)單側(cè)人載；(2)雙側(cè)人載二、 活載內(nèi)力計(jì)算（一）最大最小垂直力計(jì)算最大最小垂直力計(jì)算見表 最大最小垂直力計(jì)算表荷載情況最大垂直力最小垂直力單列76.

4、78255.28336.060.938395.570.06221.15雙列153.56510.56664.120.715603.050.285240.38人單側(cè)22.2222.2244.441.21253.86-0.212-9.42人雙側(cè)44.4444.4488.880.544.440.544.44（二）最大彎矩計(jì)算最大彎矩計(jì)算見下表 最大彎矩計(jì)算表荷載情況墩頂反力（kN）垂直力（kN）水平力（kN）對柱頂中心的彎矩（kNm）B1B2B1 + B2上部構(gòu)造與蓋梁恒重1741.3800汽車單孔雙列463.61463.6145115.969.3人群單孔雙列44.4444.4411.11注：制動力對

5、各墩平均分配。三、墩柱底內(nèi)力計(jì)算通過以上計(jì)算結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)，利用最大的剪力、彎矩對墩柱進(jìn)行配筋結(jié)果是偏安全的.現(xiàn)將個墩所受內(nèi)力組合列于下表各墩內(nèi)力表項(xiàng)目墩柱號(單墩)1號2號3、4號1上部恒載(kN)1741.382墩柱自重(kN)331.66398298.53制動力H(kN)22.54對墩柱底的彎矩(kN.m)237.54298.382.255墩柱底活載(kN)647.796縱向偏心矩(kN.m)196.31196.31196.317+2072.042139.82039.888+469.85494.61278.819（m）0.22680.2320.134 由上表計(jì)算數(shù)據(jù)比較，縱向彎矩以2號墩柱為

6、大，1號次之，這兩個墩柱可以采用同樣配筋，3、4號縱向彎矩較小可以采用另一種配筋方式。2號墩柱為最不利受力墩柱，以下僅對2號墩柱截面配筋。四、墩柱截面配筋與承載力檢算墩柱采用C30混凝土，主筋采用HRB335級鋼筋，并取主筋保護(hù)層厚度，假定墩柱為一端固定，一端自由計(jì)算。則：按公預(yù)規(guī)第條規(guī)定，應(yīng)考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓曲對軸向力的影響。（一）墩柱偏心矩增大系數(shù)以公預(yù)規(guī)規(guī)定，計(jì)算偏心矩增大系數(shù) 式中， 將以上數(shù)據(jù)分別代入式，結(jié)果為：將上述各值代入式(51)結(jié)果如下：考慮偏心矩增大系數(shù)后的偏心矩：。（二）墩柱正截面強(qiáng)度檢算由公預(yù)規(guī)第條規(guī)定，沿周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件，

7、其正截面抗壓承載力應(yīng)符合下式的規(guī)定： (1) (2)式中：有關(guān)混凝土承載力的計(jì)算系數(shù)，按公預(yù)規(guī)附錄C表C.0.2查; 有關(guān)縱向鋼筋承載力的計(jì)算系數(shù)，按公預(yù)規(guī)附錄C的迭代法由表C.0.2查; 圓形截面的半徑(cm)； 縱向鋼筋所在圓周半徑與圓截面半徑之比：。按公預(yù)規(guī)附錄C的疊代法由表C.0.2查出；與接近，可以。式(1)右項(xiàng)：滿足要求。式(2)右項(xiàng)：也滿足要求。（三）截面主筋配置以公預(yù)規(guī)式 （C.0.22）判斷是否按最小配筋計(jì)算：應(yīng)按最小配筋率配置截面主筋:.所以選用12根直徑22mm的鋼筋， 提供Ag=45.62cm2，鋼筋中距28mm；箍筋選用螺旋型鋼筋間距為200mm。五、墩柱穩(wěn)定性檢算,

8、由公預(yù)規(guī)第條規(guī)定，其正截面抗壓承載力符合下式規(guī)定：式中：軸向力組合設(shè)計(jì)值，；軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，按公預(yù)規(guī)表取用,內(nèi)插取0.82；構(gòu)件毛截面面積(cm2)； 全部縱向鋼筋的截面面積(cm2)。所以，墩柱按構(gòu)造配筋即可，按構(gòu)造配筋時其穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求, 箍筋選用直徑為8mm的螺旋筋，螺距8mm。六、墩身裂縫驗(yàn)算按公預(yù)規(guī)第條規(guī)定，圓形截面鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件，其最大裂縫寬度可按下式計(jì)算：式中各符號的意義見前述。由于依照規(guī)范墩身裂縫寬度不必計(jì)算。七、樁基檢算雙柱式鉆孔灌注樁的計(jì)算：樁直徑1.5m，用C20的混凝土，fcd=9.2MPa,Eh=2.6×104MPa,主筋采用HRB235，fs

9、d=280MPa.。計(jì)算圖式參見附圖，由于1、2號墩前章已檢算，3、4號墩采用樁基礎(chǔ)，比較3號與4號樁長，3號墩較4號墩長，為最不利受力墩，僅檢算3號墩。（一） 荷載計(jì)算計(jì)算樁基時考慮墩柱底以下(24.21-21.6)=2.6m的沖刷。灌注樁按“m”法計(jì)算,m=10000kN/m41、樁頂作用力計(jì)算（1）恒載計(jì)算兩跨荷載反力： 橫系梁重： 蓋梁自重反力： 每根墩柱重： (5)每延米樁自重： （2）活載計(jì)算兩跨活載反力： 單跨活載反力： 水平力制動力： 作用點(diǎn)在支座中心，距樁頂距離為 作用于樁頂?shù)耐饬椋?（二）墩柱底以下2.6m最低沖刷線處作用力計(jì)算 墩身底最低沖刷線處的作用力，以規(guī)范規(guī)定：最

10、低沖刷線以上取其段樁身自重，以下部分按樁身的一半取。最低沖刷線以上樁重：最低沖刷線以下樁重：則樁底恒載： （三）單樁承載力檢算單樁的允許承載力按規(guī)范按下式計(jì)算如下：式中, 樁的軸向容許承載力（kN）;樁的周長.按成孔直徑計(jì)算,成孔直徑;各土層的極限摩阻力，近似取;樁在局部沖刷線以下的有效長度(m)，=12.4m;樁底支撐面面積，;樁底地基上容許承載力(MPa)式中,清底系數(shù)，=0.85; 土的深度修正系數(shù),=5.0; 土的容重，樁尖埋置深度，=13m；樁尖處土允許承載力,。將上述各值代入式(1)結(jié)果如下：故單樁承載力滿足要求。（四） 樁的內(nèi)力計(jì)算樁的內(nèi)力計(jì)算采用“m法”計(jì)算。1、樁的計(jì)算寬度2

11、、變形系數(shù), , ， 樁的換算深度屬于彈性樁（五）最低沖刷線處樁的內(nèi)力1、最低沖刷線處樁的柔度按查JTJD60-04規(guī)范附表，。 2、樁的最低沖刷線處的橫向位移和轉(zhuǎn)角 式中“-”號表示順時針方向3、沖刷線以下深度y處樁身截面上的彎矩My4、 彎矩計(jì)算： 由規(guī)范查附表后得將個數(shù)值代入上式。按=4.0查表，計(jì)算結(jié)果列于表彎矩計(jì)算表y000010366.460.290.1-0.00017-0.0000110.1372.770.570.2-0.00133-0.0001330.999990.20000378.231.140.4-0.01067-0.002130.999740.39998385.782.2

12、70.8-0.8532-0.034120.991810.79854478.843.481.2-0.28737-0.17260.937831.18342334.914.571.6-1.67629-0.543480.738591.50659277.775.712.0-1.29535-1.31361-0.948851.35201192.966.862.4-2.14117-2.66329-0.948851.3520190.078.73.0-3.54058-5.99979-4.68788-0.8912627.3710.153.5-3.91921-9.54367-10.3404-5.85402-36.30

13、11.64.0-1.61428-11.7307-17.9186-15.0755-99.66圖 樁身彎矩分布圖樁身彎矩分布如圖所示： （六）樁基在土中的最大彎矩樁基在最低沖刷線以下1.444m處的彎矩最大，相應(yīng)的軸向力：以規(guī)范要求：因驗(yàn)算樁截面抗偏心受壓強(qiáng)度要引入極限狀態(tài)，樁重作為恒載，其荷載系數(shù)用0.8,樁周極限摩阻力取45kPa。 （七） 樁身截面配筋與強(qiáng)度檢算1、最大彎矩處的截面強(qiáng)度檢算（1）正截面強(qiáng)度檢算按照公預(yù)規(guī) 式（1），驗(yàn)算。 （1） （2） 式中： 軸向力偏心矩，應(yīng)乘以偏心矩增大系數(shù)；A、C 有關(guān)混凝土承載力的計(jì)算系數(shù)，按公預(yù)規(guī)附錄C的疊代法由表C.0.2查出； B、D 有關(guān)縱向

14、鋼筋承載力的計(jì)算系數(shù),按公預(yù)規(guī)附錄C的疊代法由表C.0.2查出； 圓形截面的半徑(cm)； 縱向鋼筋所在圓周的半徑與原截面半徑之比，；縱向鋼筋配筋率；偏心矩增大系數(shù)計(jì)算假設(shè)樁為一端固定一端鉸支，則，, ，應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)的影響。以公預(yù)規(guī)規(guī)定，計(jì)算偏心矩增大系數(shù) ， ; 式中， 將上述各值分別代入上式 則偏心矩增大系數(shù)：考慮偏心矩增大系數(shù)后的偏心矩：。 。按公預(yù)規(guī)附錄C的疊代法由表C.0.2查出：。式（1）右項(xiàng)：滿足要求。式（2）右項(xiàng)： 也滿足要求。（七）樁身截面配筋以公預(yù)規(guī)式 （C.0.22）判斷是否按最小配筋率配筋：可以按最小配筋率配置截面主筋:。采用12根直徑25mm的鋼筋，其面積為 4983mm2，鋼筋中心距柱邊緣7cm，鋼筋中距35cm；箍筋采用直徑為8mm的螺旋筋，螺距為200mm；由于橫系梁不直接承受外力，故按其橫截面面積的0.1%設(shè)置構(gòu)造鋼筋即可。箍筋采用8螺旋筋，螺距為200mm或100mm,加強(qiáng)筋采用直徑20mm中心距離為200mm的鋼筋。圖 墩頂受力圖示（單位cm）（八）墩頂縱向水平位移檢算