下游臨時(shí)橋橋墩結(jié)構(gòu)計(jì)算(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 工程概況第一節(jié) 方案確定根據(jù)投標(biāo)階段施工組織設(shè)計(jì)，結(jié)合工期要求，需在一、二期之間架設(shè)施工用臨時(shí)橋，投標(biāo)施工組織方案為：在廠閘導(dǎo)墻與縱向砼圍堰之間架設(shè)臨時(shí)橋，全橋共四跨，單跨長(zhǎng)度為10.5m，橋墩為C20鋼筋砼重力式，橋面采用工字鋼梁，木結(jié)構(gòu)橋面，總投資約43.0萬元。經(jīng)過與鋼桁架結(jié)構(gòu)、鋼箱梁結(jié)構(gòu)以及高低橋的分析、比較，最終確定采用該方案：在廠閘導(dǎo)墻與縱向砼圍堰之間（軸下101）架設(shè)臨時(shí)橋，墩高與縱向砼圍堰相同，全橋共三跨，單跨最大為15.63m，橋墩為C15鋼筋砼圓端形重力式結(jié)構(gòu)，橋面利用溢流壩壩頂交通橋（荷載等級(jí)與臨時(shí)橋一致：汽車-20級(jí)，凈跨12.0m。運(yùn)

2、行期臨時(shí)橋日交通量估算為300車次，交通量較小，且全橋總長(zhǎng)度為47.75m，確定采用單車道，考慮人員通行及零星材料轉(zhuǎn)運(yùn)，橋面全寬擬定為6.5m，其中行車道寬3.5m，兩側(cè)人行道各寬1.5m，行車道與人行道之間設(shè)置隔離帶，車速20km/h，橋頭設(shè)限速限載標(biāo)志。該方案的優(yōu)點(diǎn)為：節(jié)約了橋面系統(tǒng)材料費(fèi)，比投標(biāo)階段節(jié)約33.0萬元，總投資約10.0萬元；保證了汛期一、二期之間的正常通車，比投標(biāo)施工組織多提供約3個(gè)月的施工時(shí)間；減少了汛期大部分車輛從下游分水橋繞行的運(yùn)輸費(fèi)用；避免了橋面系統(tǒng)二次安拆及其相關(guān)費(fèi)用。該方案不足之處為：橋面系統(tǒng)的安裝和拆除比鋼木結(jié)構(gòu)橋面稍有困難；梁與梁之間需設(shè)臨時(shí)鉸接措施，梁在拆

3、除時(shí)易損壞；橋面拆除在枯水期進(jìn)行，需在三期鋪設(shè)WD-400吊車道路；橋面在汛期不拆除，汛期過水時(shí)易損壞橋面，修補(bǔ)困難。第二節(jié) 設(shè)計(jì)荷載設(shè)計(jì)荷載：汽車-20級(jí)驗(yàn)算荷載：掛車-100本橋?yàn)榕R時(shí)工程，不考慮地震荷載。第二章 中墩計(jì)算第一節(jié) 橋墩材料1、墩身和基礎(chǔ)為C15混凝土（fc=7.5N/mm2,fcm=8.5N/mm2,ft=0.9N/mm2）2、墩頂牛腿為C20混凝土（fc=10N/mm2,fcm=11N/mm2,ft=1.1N/mm2）第二節(jié) 荷載計(jì)算1、恒載計(jì)算1)查閱公路相關(guān)資料，單片梁估算為150KN，單跨共6片梁。單跨自重（含鋪裝層重）：150*6+100=1000KN橋面恒載引起

4、的支座反力為：R=1000*1.2/2=600.0KN2)墩身自重計(jì)算（鋼筋砼自重為25KN/M3）S1段：3.7*0.5*6.5*25*1.2=360.8KNS2段：(3.7+2.5)/2*6.5*0.3*25*1.2=181.4KNS3段：(2.5*8*4+*1.252*8)*25*1.2=3578.1KNS4段：(1.0*8.0+(0.75+1.5)/2*0.75)*4*25*1.2=1061.3KN2、活荷載計(jì)算（按最不利位置布荷）汽車荷載 雙孔荷載支座R1處反力（對(duì)A點(diǎn)求矩）：MA=0R1=（60*7.13+120*11.13+120*12.53）/12.23*1.4=374.0KN

5、支座R2處反力(對(duì)B點(diǎn)求矩): MB=0R2=(70*5.33+130*1.33)/12.23*1.4=62.5KN偏心力對(duì)墩中心產(chǎn)生的彎矩M：（374.0-62.5）*（1.4+0.3）=529.5KN.m 單孔荷載支座R1處反力（對(duì)A點(diǎn)求矩）：MA=0R1=（60*7.13+120*11.13+120*12.53）/12.23*1.4=374.0KN支座R2處反力(對(duì)B點(diǎn)求矩): MB=0R2=0.0KN偏心力對(duì)墩中心產(chǎn)生的彎矩M：374.0*（1.4+0.3）=635.8KN.m掛車荷載（考慮通行單輛車）支座R1處反力（對(duì)A點(diǎn)求矩）：MA=0R1=（250*6.13+250*7.33+2

6、50*11.33+250*12.53）/12.23*1.4=1068.0KN支座R2處反力(對(duì)B點(diǎn)求矩): MB=0R2=0.0KN偏心力對(duì)墩中心產(chǎn)生的彎矩M：1068.0*（1.4+0.3）=1815.6KN.m汽車制動(dòng)力按一行車隊(duì)的10%計(jì)算:500*0.1*1.4=70.0KN按一輛重車的30%計(jì)算:300*0.3*1.4=126.0KN選取汽車制動(dòng)力為:126.0KN制動(dòng)力對(duì)墩身各截面產(chǎn)生的彎矩:（制動(dòng)力作用于墩頂）對(duì)1-1截面的彎矩M-1：126*0.8=100.8KN.m對(duì)2-2截面的彎矩M-2：126*8.8=1108.8KN.m對(duì)基底截面的彎矩M基：126*9.8=1234.8

7、KN.m水流沖擊力(橋面過水,按漫水橋沖擊力計(jì)算)1) 橋墩受到的沖擊力單位面積沖擊力:P=KV/(2g)=0.6*10*6.02/(2*9.81)=11.0KN/m2注：K=0.6橋墩端頭形狀系數(shù)=10.0水的重力KNV=6.0設(shè)計(jì)流速m/s g=9.81單個(gè)橋墩受到的沖擊力：N墩=（2.5*8.0+3.7*0.5+（3.7+2.5）/2*0.3）*11.0*1.4=350.8KN2) 單跨橋面受到的沖擊力:N面=K1V2hL/(2g)=2.5*1.5*10*62/(2*9.81)*1.0*15.63*1.4=1505.6KN注：=2.5沖擊安全系數(shù)K1=1.5上部結(jié)構(gòu)阻水截面形狀系數(shù)=10

8、.0水的重力KNV=6.0設(shè)計(jì)流速m/sh=1.0上部結(jié)構(gòu)阻水截面總高度mL=15.63臨時(shí)橋單跨長(zhǎng)度m沖擊力對(duì)1-1截面彎矩M-1=1505.6*0.8=1204.5KN. m(不計(jì)墩身沖擊力)沖擊力對(duì)2-2截面彎矩M-2=1505.6*8.8+350*8.8*2/3=15307.3KN. m沖擊力對(duì)基底截面彎矩M基=1505.6*9.8+350.8*(8.8*2/3+1.0)=17163.7KN.m浮力(與結(jié)構(gòu)體積相同)橋墩受到的浮力：1727.2KN(方向向上)橋面受到的浮力：1016.0KN(方向向上)第三節(jié) 內(nèi)力匯總及組合編號(hào)項(xiàng) 目1-1 截 面2-2截 面基 礎(chǔ) 底 面P(KN)H

9、(KN)M(KN.M)P(KN)H(KN)M(KN.M)P(KN)H(KN)M(KN.M)1上部結(jié)構(gòu)1200120012002橋 墩542.14120.35181.63汽車-20級(jí)單跨布載374.0635.8374.0635.8374.0635.84汽車-20級(jí)雙跨布載436.5529.5436.5529.5436.5529.55掛車-100單跨布載1068.01815.61068.01815.61068.01815.66汽車制動(dòng)力126.0100.8126.01108.8126.01234.87水流沖擊力1505.61204.51856.415307.31856.417163.78浮力(橋面

10、不過水)-1727.29浮力(橋面過水)-2743.2順橋向內(nèi)力組合()1+2+3-82116.1635.85694.3635.85028.4635.8()1+2+4-82178.6529.55756.8529.55090.9529.5()1+2+3+6-82116.1126.0736.65694.3126.01744.65028.4126.01870.6()1+2+4+6-82178.6126.0630.35756.8126.01638.35090.9126.01764.3()1+2+5-82810.11815.66388.31815.65722.41815.6橫橋向內(nèi)力組合()1+2+7-

11、91742.11505.61204.55320.31856.415307.33638.41856.417163.7第四節(jié) 強(qiáng)度計(jì)算(偏心受壓)1、順橋向(組合V控制)(1)偏心距計(jì)算1-1截面：e1=M1/N1=1815.6/2810.1=0.65m<0.6y=0.6*125=0.75m滿足規(guī)范要求2-2截面：e2=M2/N2=1815.6/6388.4=0.28m<0.6y=0.6*125=0.75m滿足規(guī)范要求（2）強(qiáng)度計(jì)算墩身截面抵抗矩W：W=bh2/6+D3/32 =4000*25002/6+*25003/32=mm3橋墩平截面積A：2500*4000+*25003/4=m

12、m21-1截面應(yīng)力：最大應(yīng)力：1max=N1/A+M1/w1max =2810.1*103/+1815.6*106/=0.5N/mm2<fc=7.5N/mm2最小應(yīng)力：1min=N1/A-M1/W1min=2810.1*103/-1815.6*106/=-0.1N/mm2（拉應(yīng)力）<ft=0.9N/mm2 結(jié)論：滿足要求2-2截面應(yīng)力：最大應(yīng)力：2max=N2/A+M2/w2max=6388.3*103/+1815.6*106/=0.7N/mm2<fc=7.5N/mm2最小應(yīng)力: 2min=N2/A-M2/W2min=6388.3*103/-1815.6*106/=0.1N/

13、mm2（拉應(yīng)力）<fc=7.5N/mm2結(jié)論：滿足要求2、橫橋向（組合I控制）墩身慣性矩I：I=bh3/12+2A半圓a2=2500*40003/12+2*25002/8*25502=708mm4墩身截面抵抗矩W：W=2I/y =2*708/6500=mm3橋墩平截面積A：2500*4000+*25003/4=mm21-1截面應(yīng)力：最大應(yīng)力：1max=N1/A+M1/w1max =1742.1*103/+1204.5*106/=0.2N/mm2<fc=7.5N/mm2最小應(yīng)力：1min=N1/A-M1/W1min=1742.1*103/-1204.5*106/=0.0N/mm2&l

14、t;fc=7.5N/mm2結(jié)論：滿足要求2-2截面應(yīng)力：最大應(yīng)力：2max=N2/A+M2/w2max=5320.3*103/+15307.3*106/=0.7N/mm2<fc=7.5N/mm2最小應(yīng)力: 2min=N2/A-M2/W2min=5320.3*103/-15307.3*106/=-0.7N/mm2（拉應(yīng)力）<ft=0.9N/mm2結(jié)論：滿足要求2-2水平面抗剪力T(采用抗沖切公式):T=0.6ftbh=0.6*0.9*=8050.7KN1856.4KN 結(jié)論：滿足要求 通過強(qiáng)度計(jì)算，橋墩不需配置受力鋼筋，按照規(guī)范要求，進(jìn)行表面構(gòu)造配筋，選取12鋼筋，立筋間距20cm，

15、水平筋間距30cm。第五節(jié) 基底應(yīng)力計(jì)算經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行基巖踏勘，臨時(shí)橋橋位處的基巖情況為：表層約070cm為強(qiáng)風(fēng)化砂巖、泥巖，以下均為弱風(fēng)化砂巖、泥巖，基巖承載力約1Mpa以上。1、順橋向（按組合和組合分別計(jì)算）基礎(chǔ)抵抗矩W：W=bh2/6 =8000*40002/6= mm3基礎(chǔ)底面積A：8000*4000= mm2（1） 底應(yīng)力（組合控制）：最大應(yīng)力：max=N/A+M/wmax =5028.4*103/+1870.6*106/=0.2N/mm2<基底承載力R=1.0N/mm2最小應(yīng)力：min=N/A-M/Wmin =5028.4*103/-1870.6*106/=0.1N/mm2&

16、lt;基底承載力R=1.0N/mm2結(jié)論:滿足要求(2)基底應(yīng)力(組合控制)最大應(yīng)力：max=N/A+M/wmax =5722.4*103/+1815.6*106/=0.3N/mm2<基底承載力R=1.0N/mm2最小應(yīng)力：min=N/A-M/Wmin =5722.4*103/-1815.6*106/=0.1N/mm2<基底承載力R=1.0N/mm2結(jié)論:滿足要求2、橫橋向（組合控制）基礎(chǔ)抵抗矩W：W=bh2/6 =4000*80002/6=mm3基礎(chǔ)底面積A：8000*4000=mm2基底應(yīng)力：最大應(yīng)力：max=N/A+M/wmax =3638.4*103/+17163.7*10

17、6/=0.5N/mm2<基底承載力R=1.0N/mm2最小應(yīng)力：min=N/A-M/Wmin =3638.4*103/-17163.7*106/=-0.3N/mm2(拉應(yīng)力)基底不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力,設(shè)置錨桿抵消拉應(yīng)力:錨桿采用25砂漿錨桿,伸入基巖3.0米,外露1.0米,間距1.0米,水流向排距1.5米,單根錨桿錨固力150KN。錨桿根數(shù)n:n=(min bh/2)/ =(4000*3000*0.3/2)/=12(根)選取錨桿根數(shù)為：16根（共4排）第六節(jié) 穩(wěn)定性計(jì)算查閱招標(biāo)文件，弱風(fēng)化砂巖、泥巖的磨擦系數(shù)為0.451、順橋向(組合控制)(1) 抗傾覆安全系數(shù):K1=Nb/M=5028.4

18、*2.0/1870.6=5.4>1.3(安全)(2) 抗滑安全系數(shù): K2=0.45N/T=5028.4*0.45/126=17.9>1.3(安全)2、橫橋向（組合控制）(1)抗傾覆安全系數(shù)：K1=Nb/M=(150*16*5.7+3638.4*4)/17163.7=1.7>1.3(安全)(2)抗滑安全系數(shù): 3638.4*0.45/1856.4=0.9<1.3(不安全)為滿足抗滑要求,在橋墩基礎(chǔ)上游側(cè)設(shè)置砼抗滑齒槽承受，結(jié)構(gòu)受力由砼抗剪強(qiáng)度控制。設(shè)置抗滑齒槽后的抗滑安全系數(shù)（按抗沖切公式計(jì)算）：K=0.6 ftbh/T =0.6*0.9*4000*1500/1856.

19、4*1000=1.7>1.3(安全)第七節(jié) 墩頂牛腿計(jì)算(掛車荷載控制)牛腿砼為C20，鋼筋為級(jí)，鋼筋保護(hù)層為5cm。1、 中間平直段配筋（取單位長(zhǎng)度計(jì)算）(1)上部荷載單位長(zhǎng)度壓力R：600/6+1068/2=634KN 注：橋面恒載分布在6米范圍，活荷載分布在2米范圍(2)長(zhǎng)短牛腿判斷(a/h0)：45/75=0.6<1該牛腿為短牛腿(3)縱向受拉鋼筋面積A：A=Ra/(0.85fyho)=634*103*450/(0.85*310*750)=1443.6mm2選配520（A=1570mm），鋼筋間距20cm。(4)彎起鋼筋面積（彎起鋼筋彎起角為45o，不設(shè)箍筋）：A=(R-0.7fcbho)/(0.8fysin45o)=(634*103-0.07*10*1000*750)/(0.8*310*0.707)=621.7mm2 選配18(A=636mm2)，鋼筋間距40cm (5)配筋率計(jì)算縱向受力筋:1570/(750*1000)=0.21%(大宇0.2%,且小于0.6%)滿足要求彎起鋼筋:621.7<1570*2/3=1046mm2(不滿足要求)因計(jì)算配筋面積小于受拉鋼筋的2/3，所以彎起鋼筋按與受拉鋼筋比例和最小配筋率進(jìn)行配筋。按與受拉鋼筋比例配筋：A