橋梁工程課程設計班級姓名學號指導老師目錄一、設計資料3二、設計內(nèi)容3三、具體設計31、墩柱尺寸擬定32、蓋板設計321永久荷載計算322可變荷載計算3A可變荷載橫向分布系數(shù)計算3B可變荷載橫向分布后各梁支點反力3C各梁永久荷載、可變荷載反力組合3D雙柱反力G計算3I23內(nèi)力計算324截面配筋設計與承載力校核325按構(gòu)造要求設置斜筋與箍筋33、橋墩墩柱設計331荷載計算3A恒載計算3B汽車荷載計算3C雙柱反力橫向分布計算3D荷載組合332截面配筋計算及應力驗算34鉆孔樁計算341荷載計算342樁長計算3四、A3圖紙3公路鋼筋混凝土橋墩設計一、設計資料1以一座3孔預應力混凝土簡支梁橋（面布置如圖1）為設計背景，進行公路鋼筋混凝土橋墩設計。H08LL圖1橋梁立面布置圖2橋梁上部結(jié)構(gòu)標準跨徑13M,計算跨徑126M，梁全長1296M。3橋面凈寬凈72075M人行道，橫斷面布置見圖2（單位厘米）。瀝青混凝土CM5號混凝土墊層614543I7575I15218160470160601圖2橋梁橫斷面布置圖4上部結(jié)構(gòu)附屬設施恒載單側(cè)人行道5KN/M，橋面鋪裝自己根據(jù)鋪裝厚度計算。5設計活載公路級6人群荷載3KN/M27主要材料主筋用HRB335鋼筋,其他用R235鋼筋混凝土混凝土為C408支座板式橡膠支座，摩擦系數(shù)F0059地質(zhì)水文資料（1）無流水，無冰凍。（2）土質(zhì)情況考慮墩底與基礎固結(jié)，基礎承載能力良好。二、設計內(nèi)容（一）橋墩尺寸擬定（二）橋墩荷載及荷載組合計算（三）橋墩配筋（四）橋墩檢算三、具體設計1、墩柱尺寸擬定2061010570127401601606010420106120120552、蓋板設計21永久荷載計算1上部結(jié)構(gòu)永久荷載人行道5KN/M橋面鋪裝為簡化計算三角形區(qū)域取平均值。混凝土墊層平均高度鋪裝總高度12CM61402HCM鋪裝重量Q523/KN鋪T型梁每片梁面積2018160486SMQ25827/梁每片邊梁自重KN/M每片中梁自重KN/M一孔上部構(gòu)造自重KN每一個支座恒載反力KN15號2、3、4號1、5號234號200316261119KN126210242、蓋梁自重及作用效應計算1/2蓋梁長度160601053721234601206蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩、剪力效應計算剪力KN截面編號分塊自重KN彎矩KNMV左V右000695129025361125112511095012718502727226523964748675633012810589315765764462572468500橋墩中心支反力F6934381242KN22可變荷載計算A可變荷載橫向分布系數(shù)計算荷載對稱布置時用杠桿發(fā)，非對稱布置時用偏心受壓法。公路I級A單車列，對稱布置（圖3）時05281621424307933B雙車列。對稱布置（圖4）時2650215438079342598316047522號梁號梁號梁P/圖3（尺寸單位CM）1803P/2P/2號梁號梁3號梁4號梁5號梁1695462圖4（尺寸單位CM）C單車列，非對稱布置（圖5）時12083P/P/圖5（尺寸單位CM）由，已知則21ALEII,602536012,102,AEN46306531102212053069135425D雙車列，非對稱布置（圖5）時已知，則5N0E602A269053134206202513604413951人群荷載人人人M/NK270QA兩側(cè)有人群，對稱布置時（圖6）41512023B單側(cè)有人群，對稱布置時（圖6）已知，5N7052E6025A67,51420QQ圖6（尺寸單位CM）則684020625387122205134402851按順橋向可變荷載移動情況，求得支座可變荷載的反力值圖74KN0K/M10圖7（尺寸單位CM）公路I級雙孔布載單列車時1260521437BKN雙孔布載雙列車時3768單孔布置單列車時12605142BKN單孔布載雙列車時3人群荷載（圖8）單孔滿載時一側(cè)2150826143BKN雙孔滿載時一側(cè)12B86K10Q5/M圖8（尺寸單位CM）B可變荷載橫向分布后各梁支點反力（計算的一般公式為），見表3各梁支點反力計算表3荷載橫向分布情況公路級荷載（KN）人群荷載（KN）單孔雙孔單孔雙孔計算方法荷載布置橫向分布系數(shù)BR1BR1BR1BR1單列行車公路I級104028130438202815027660777121277703427096315019630雙列行車公路I級1026620438305944043850266553114712423328524231471685418233002407130021823對稱布置按杠桿法算人群荷載114222042230404225142214320360620328640612012406非對稱布置單列行車公路10463403313020027661281916553191174342715871134685236216I級2006950063雙列行車公I級1026920234302004016650131553114881294110691872468541844160413771138898按杠桿法算人群荷載106842042230200400425028414398629064128619612581282C各梁永久荷載、可變荷載反力組合計算見表4，表中均取用各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為110313各梁永久荷載、可變荷載基本組合計算表（單位KN）表4編號荷載情況1號梁R12號梁R23號梁R34號梁R45號梁R5恒載25242048204820482524公路I級雙列對稱237390352923903237公路I雙列非對稱239720851791481167人群對稱40612012406人群非對稱19612581282530583173458315305096071739859394812532740133838340840975184253389635163609D雙柱反力G計算（圖9），所引用的各梁反力見表5I由上表可知對稱荷載作用下兩柱反力一致，非對稱作用下左邊柱子反力大。雙柱反力G計算表5I荷載組合情況計算式反力（KN）1G組合公路I級雙列對稱人群對稱（530535831377342158312410553011）1480114801組合公路I級雙列對稱人群非對稱（50953607377402159402415481211）1491714917組合公路I級雙列非對稱人群對稱（532753401337383821324140805409711）1150911509組合公路I級雙列非對稱人群非對稱（51853425337389621351241605360911）1170511705由表5可知，偏載左邊的立柱反力最大（GG），并由荷載組合時（公路12I級、雙列非對稱布置與人群對稱組合）控制設計。此時G14917KN，G14393KN。1223內(nèi)力計算1恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力（1）彎矩計算（圖9）截面位置見圖9示。為求得最大彎矩值，支點負彎矩取用非對稱布置時數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時數(shù)值。按圖9給出的截面位置，各截面彎矩計算式為M0MR0501MR110MR160G05011MR320G210R1602160160210210160160345G圖9（尺寸單位M）各種荷載組合下的各截面彎矩計算見表6，注意的是，表中內(nèi)力計算未考慮施工荷載的影響。各截面彎矩計算表324（2）相當于最大彎矩時的剪力計算一般計算公式為截面11V左0,V右R1截面22V左V右R1截面33V左R1,V右G1R1截面44V左G1R1,V右G1R1R2截面55V左G1R1R2,V右G1R1R2R3計算值見表7各截面剪力計算表7墩柱反力（KN）梁支座反力（KN）各截面彎矩荷載組合情況G1R1R2截面11截面22截面33截面44組合公路6級雙列對稱14801530583126558310794793組合公路7級雙列對稱1491750960712545559968555324組合公路8級雙列非對稱115095327401326645862769702組合公路9級雙列非對稱11705518425325956982436120各截面剪力（KN）梁支座反力（KN）截面00截面11截面22截面33截面44荷載組合情況墩柱反力G1KNR1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右V左V右組合6公路級1480153058373405305305305309501950367367367組合7公路級1491750960774005095095095099827983376376364組合8公路級1150953340138405335335335336182618217217167組合9公路級11705518425340051851851851865256522272271622蓋梁內(nèi)力匯總；表中各截面內(nèi)力均取表6和表7中的最大值。蓋梁內(nèi)力匯總表表8截面號內(nèi)力0011223344M自重262105034713845M荷載0266458627695324彎矩（KNM）M計算2622769620727835774左112527004865760V自重右112527007565760左05327532798273756V荷載右5327532798273756367左112555975813104033756剪力（KN）V計算右5439559710583433236724截面配筋設計與承載力校核采用C30混凝土，主筋選用HRB335，22，保護層5CM（鋼筋中心至混凝土邊緣）。FCD184MPA，F(xiàn)SD280MPA。1正截面抗彎承載能力驗算SDCSDSDCFBXAFFXHM200以下取33截面作配筋設計計算。已知BH120CM120CM頂部負彎矩KNM2D158614237862M活恒取010，1205115（CM）。0H即68210420152化簡后為2378解方程得到X345MM，2/18405/0SCDSAFBXM用22鋼筋，其根數(shù)根，實際選用10根，配筋率12738SAN。3800125該截面實際承載力MU為02283154/UCDSXMFAHKNM正彎矩以55截面驗算KNM2D1534124580M活恒即6801223740X32MM同理求得/1840/8253SCDSAFBXMN66，實際選用8根，配筋率1026實際承載力MU965KNM2斜截面抗剪承載能力驗算按公路預應力橋梁規(guī)范要求，當截面符合0TD230BHFA15DV（KN）可不進行斜截面抗剪承載力計算，僅需按構(gòu)造要求配置箍筋。式中A預應力提高系數(shù)，本設計取A10；22混凝土抗拉設計強度，本設計取165MPA。TDFTDF對于截面0510MPA33051065128041TDFBH對于截面截面0510MPA3303TDF按公路預應力橋梁規(guī)范529條規(guī)定33005151424DCUVFBHMPA25按構(gòu)造要求設置斜筋與箍筋見圖所示。75101905601010從左往右80CM布置。80180CM布置；180跨中布置81510820截面彎矩布置圖106521056圖10尺寸單位CM）3、橋墩墩柱設計墩柱一般尺寸見圖1所示，墩柱直徑為100CM，用C40混凝土，HRB335鋼筋。31荷載計算A恒載計算由前式計算得（1）上部構(gòu)造恒載，一孔重1119KN（2）梁蓋自重（半根梁蓋）1035KN（3）墩柱自重31416057825153（KN）作用墩柱底面的恒載垂直力為N恒1/211191035153816KNB汽車荷載計算荷載布置及行駛情況見前述圖3圖4，由蓋梁計算得知（1）公路I級單孔荷載單列車時12120,7676BKNBKN相應的制動力T2766201553（KN）按公預規(guī)制動力不小于90KN，故取制動力為90KN。雙孔荷載單列車時B6615KNB2766KN12相應的制動力BB34275KN12T342752016855KN90（KN），取制動力為90KN。人群荷載單孔行人（單側(cè)）12120,43,43BKNBK雙孔行人（單側(cè)）121243,86BKNBKN0單列車雙列車5人人群單側(cè)3875圖12（尺寸單位CM）汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點處最大反力值，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力，汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎距，即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。C雙柱反力橫向分布計算（汽車荷載位置見圖12）單列車時。01,42雙列車時。369,521人群荷載單側(cè)時42105387132雙側(cè)時。51D荷載組合（1）最大最小垂直反力時，計算見表10可變荷載組合垂直反力計算（雙孔）表10最大垂直反力（KN最小垂直反力（KN）編號荷載狀況橫向分布11B橫向分布11B1單列車10004456002公路I級雙列車06315622036932883單側(cè)行人142340704231214人群荷載雙側(cè)行人05002860500286表中汽車I級已乘以沖擊系數(shù)113,人群荷載不用考慮。（2）最大彎矩時，計算見表11可變荷載組合最大彎矩計算（單孔）表11垂直力（KN）水平力對柱頂中心彎矩（KNM）編號荷載情況墩柱頂反力計算式B1（1）B1B2B1B2H（KN）025B1B128H1上部構(gòu)造與蓋梁計算663002單孔雙列車2766206311345380453890/245113455763人群單孔雙側(cè)28620500286286715表10內(nèi)水平力由兩墩柱平均分配。32截面配筋計算及應力驗算1作用于墩柱頂?shù)耐饬Γ▓D13）（1）垂直力最大垂直力NMAX汽66356224071266（KN）（汽車）最小垂直力（需考慮與最大彎矩值相適應）由表11得到NMIN663453828611454KN（2）水平力H45KN（3）彎矩MMAX113455767151782（KNM1作用于墩柱底的外力NMAX12661531419（KN）NMIN1145415312984（KN）MMAX178245785292（KNM）D10A5D780圖13（尺寸單位CM）2截面配筋計算已知墩柱頂用C40混凝土，采用820HRB335鋼筋，AG2513CM，則縱向鋼筋配筋率。25130324GAR由于/（2R）278/（205）1567，要計算偏心增大系數(shù)0L（1）雙孔荷載，按最大垂直力時，墩柱頂按軸心受壓構(gòu)件驗算，根據(jù)公預規(guī)531條）（SCD0F9AND091（184785103280251310）SCDSCF2151476（KN）150049（KN）0DN滿足規(guī)范要求。2單孔荷載，最大彎矩時，墩柱頂按小偏心受壓構(gòu)件驗算1145KND1782KNMM0156DEN10272706439IH28515172L。201214786378230ILEH1514EM根據(jù)公預規(guī)539條偏心受壓構(gòu)件承載力計算應符合下列規(guī)定220DCDSDNARFCRF33SEBD設G088，按公預規(guī)提供的附錄C表C02“圓形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面抗壓承載力計算系數(shù)”表，經(jīng)試算查得各系數(shù)A，B，C，D為設，A21540，B05810，C16811，D10934，代入后810則22,2015481680318059CDSDDARFCRFKNKN33,0934214217CDSDDBRFDGRFMEKM墩柱承載力滿足規(guī)范要求。4鉆孔樁計算鉆孔灌注樁直徑為120M，用C40混凝土，16R235級鋼筋。灌注樁按M法計算，M值為43M/KN105樁身混凝土受壓彈性模量。42510CEMPA41荷載計算每一根樁承受的荷載為1一孔恒載反力（圖14）1952NKN2蓋梁恒重反力2033一根墩柱恒重315NK4作用于樁頂?shù)暮爿d反力N恒為123816KN5灌注樁每延米自重Q/412（2510）17（KN）（括號為扣除水浮力）6可變荷載反力（1）兩跨可變荷載反力N5622KN（公路I級）5（人群荷載、單側(cè)）“407K（2）單跨可變荷載反力（公路I級）6538（人群荷載、雙側(cè)）“2NK3制動力T45KN,作用點在支座中心，距樁頂距離為12789M（4）縱向風力風壓取074423094PA由蓋梁引起的風力1234157WKN對樁頂?shù)牧Ρ蹫?21/27884M墩柱引起的風力085KN2對樁頂?shù)牧Ρ蹫?/278