合肥市美和路道路工程PAGE第24頁K0+711橋下部結(jié)構(gòu)計算第一部分工程概況上部結(jié)構(gòu)采用1×35m的簡支小箱梁，梁長34.74m，計算跨徑34.774m，橋臺設(shè)四氟板式橡膠支座。下部結(jié)構(gòu)采用樁接蓋梁橋臺。P00、P01號橋臺均采用單排樁基礎(chǔ)，每個橋臺布6根φ1.5m鉆孔灌注樁。橋梁分兩幅布置，45.0m=3.5m（人行道）+3.5m（非機動車道）+2.5m（綠化帶）+11.5m（車行道）+3.0m（綠化帶）+11.5m（車行道）+2.5m（綠化帶）+3.5m（非機動車道）3.5m（人行道），橋梁結(jié)構(gòu)均設(shè)1.5%單向橫坡。材料：設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)強度R=1860MP的高強低松弛鋼絞線,Φs15.2mm；非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HPB300鋼筋和HRB335鋼筋主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土等截面簡支小箱梁。單幅總共由7塊梁組合，梁與梁之間為0.8m濕接縫相連接為一整體，梁高均為1.8m。全橋設(shè)置縱向預(yù)應(yīng)力體系。預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置腹板束和底板束，腹板彎束采用7-Φs15.2鋼絞線，底板束采用5-Φs15.2鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼束均采用塑料波紋管制孔，YM錨固系統(tǒng)。下部結(jié)構(gòu)橋臺采用柱式橋臺，蓋梁高1.4m，蓋梁寬1.7m，背墻厚0.4m，蓋梁下設(shè)6根φ1.5m樁基。臺后設(shè)牛腿，用于擱置搭板；臺后搭板長6米，厚0.35米，鋼筋砼結(jié)構(gòu)。臺后回填碎石混砂。根據(jù)地勘報告及結(jié)合結(jié)構(gòu)受力，全橋樁基均按嵌巖樁設(shè)計。終孔原則樁基樁端土層均為⑥2中分化泥質(zhì)砂巖(E)。樁端全斷面進入持力層應(yīng)不于2D（D為樁的直徑），樁沖孔過程中應(yīng)分段提取鉆渣，與就近地質(zhì)鉆孔進行對比，持力層差別明顯，影響樁基承載力時，應(yīng)及時通知設(shè)計單位協(xié)調(diào)處理。全橋樁基清孔后，要求孔底沉渣厚度不大于5厘米。設(shè)計基本資料：橋梁基本資料：(1)．自重：砼容重26.0kN/m3；(2)．橋面鋪裝：4cm細粒式改性瀝青砼(AC-13)+8cm粗粒式瀝青砼(AC-25C)。(3)．使用荷載：公路－Ⅰ級。(4)．結(jié)構(gòu)總體溫度變化：取升溫20度，降溫15度計算。(5)．地震荷載：基本烈度7度。(6)．汽車制動力及支座摩阻力按橋規(guī)要求取值。(7)．橋墩（臺）一般構(gòu)造及橋面連續(xù)布置可詳見設(shè)計圖。(8)．環(huán)境類別：Ⅰ類環(huán)境；主梁按A類預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制構(gòu)件設(shè)計；墩臺為鋼筋砼構(gòu)件，墩、蓋梁鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫控制寬度不大于0.20mm。設(shè)計依據(jù)：《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2011）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（D63-2007）《城市橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》（CJJ166-2011）設(shè)計軟件：《橋梁博士3.0》及《橋梁通》。計算內(nèi)容：橋臺蓋梁計算；樁身強度、承載力驗算。.橋臺結(jié)構(gòu)模型：第二部分蓋梁計算根據(jù)在橋梁通里輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，計算得橋臺蓋梁彎剪裂包絡(luò)圖：由以上包絡(luò)圖可知蓋梁滿足規(guī)范要求。第三部分樁基計算樁頂內(nèi)力提取根據(jù)本橋橋位所在地質(zhì)情況，本橋P0及P01橋臺樁基采用6根D1500mm嵌巖樁。橋臺資料：取P00號橋臺橋臺背墻高：2.08m，背墻斜長：28.54m，背墻厚度：0.4m；橋臺蓋梁高：1.4m，蓋梁斜長：28.54m，蓋梁厚度：1.7m；臺背后填土容重：19kN/m3，混凝土容重：26kN/m3臺后搭板、耳墻、牛腿等具體數(shù)據(jù)詳見圖紙。臺身采用C35混凝土，鉆孔樁采用水下C35混凝土。2、臺后土壓力：計算破裂角tgθ＝0.583破裂棱體長度L＝2.030m在該棱體內(nèi)，布置3輛公路-Ⅰ級汽車，∑G＝3×2×140＝840kN考慮橫向折減系數(shù)0.78，則折減后∑G＝0.67×840＝655.2kN換算成均布等代土層厚度h=0.763m。臺后填土內(nèi)摩擦角要求不小于35°，填土容重γ＝19kN/m2。按主動土壓力計算：幾個參數(shù)：橋臺墻背與豎直面夾角α＝0；填土表面與水平面的夾角β＝0；土的內(nèi)摩擦角φ＝35°；臺背與填土間的摩擦角δ＝17.5°。ω=α+δ+φ=0+17.5+35=52.5°計算得主動土壓力系數(shù)：μ＝0.246橋臺根部處，水平土壓力E＝815.7kN，偏心e＝1.19m，產(chǎn)生逆時針彎矩。3、各恒載對橋臺根部產(chǎn)生的效應(yīng)（彎矩為各種作用對應(yīng)于樁基中心處的彎矩）作用于橋臺蓋梁的上部恒載總合力：7000kN，恒載合力對于蓋梁底樁基中心處偏心e＝0.005m，對樁基底面產(chǎn)生逆時針彎矩。蓋梁自重：1.4×1.7×28.54×26＝1766kN，偏心e＝0.2m，不產(chǎn)生彎矩。背墻自重：2.08×0.4×28.54×26＝617kN，偏心e＝-0.65m，產(chǎn)生順時針彎矩。牛腿自重：0.5×（0.3+0.6）×0.3×28.54×26＝100kN，偏心e＝-0.98m，產(chǎn)生順時針彎矩。耳墻自重：0.5×（3.48+0.75）×3.5×0.5×26×2＝192kN，偏心e＝-2.6m，產(chǎn)生順時針彎矩。搭板分配到牛腿上的重力為765.5kN，偏心e＝-1.00m，產(chǎn)生順時針彎矩。4、支座摩阻力：橋臺處采用聚四氟乙烯板與不銹鋼板接觸，摩阻系數(shù)μ＝0.06摩阻力F＝0.06×7000＝420kN支座厚度為20mm，對于樁基頂面偏心e＝1.6m，產(chǎn)生順時針或逆時針彎矩。5、制動力計算：按城-A級計算，一個車道的制動力：10％車道荷載：0.1×（10.5×35+300）＝66.75kN。＜165kN。故一個設(shè)計車道采用制動力為165kN。設(shè)計車道為單向三車道，多車道折減后制動力為3×165×0.78＝386kN。橋臺應(yīng)計入的制動力為0.3×386＝116kN，產(chǎn)生傾覆或抗傾覆彎矩。比較制動力與支座摩阻力，取支座摩阻力，控制設(shè)計。汽車沖擊力，橋臺填土不計入汽車沖擊力，蓋梁上支座應(yīng)計入汽車沖擊力。橋上布車輛時，按照支座反力影響線，得出，橋臺支座產(chǎn)生的最大汽車支反力：R＝（10.5×35+300）×3×0.78＝1562kN計入汽車沖擊力后，汽車產(chǎn)生的效應(yīng)：1.20×1562＝1874kN。偏心e＝0.01m，產(chǎn)生逆時針彎矩。6、荷載組合：以上荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總?cè)缦拢汗r一、橋上有活載，臺后無汽車荷載項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、上部恒載7000.035.05、主動土壓力0.0770.7894.16、承臺上土重0.00.07、上部汽車反力力1386.06.98、支座摩阻力((制動力）-420.0-612.49、極限承載14427491-156410、正常使用短期期11376351-135411、正常使用長期期10960351-135612、樁基承載力組組合11792351-1352注：橋臺自重含橋臺蓋梁、背墻、耳墻及牛腿重量。逆時針彎矩取“＋”號；順時針彎矩取“－”號。支座摩阻力在荷載組合中取對截面受力最不利方向。以下表同。工況二、橋上有活載，臺后有汽車荷載項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、上部恒載7000.035.05、主動土壓力0.0770.7894.16、承臺上土重0.00.07、上部汽車反力力1386.06.98、臺后汽車側(cè)向向土壓力106.6337.9301.49、支座摩阻力((制動力）-420.0-612.410、極限承載14576964-114211、正常使用短期期11482689-105212、正常使用長期期11067689-105412、樁基承載力組組合11898689-1050工況三、橋上無活載，臺后有汽車荷載項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、上部恒載7000.035.05、主動土壓力0.0770.7894.16、承臺上土重0.00.07、臺后汽車側(cè)向向土壓力106.6337.9301.48、支座摩阻力-420.0-612.49、極限承載12636964-115210、正常使用短期期10512689-105711、正常使用長期期10512689-105712、樁基承載力組組合10512689-1057工況四、橋上無活載，臺后無汽車荷載項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、上部恒載7000.035.05、主動土壓力0.0770.7894.16、承臺上土重0.00.07、支座摩阻力-420.0-612.48、極限承載12487491-15749、正常使用短期期效應(yīng)10406351-135910、正常使用長期期效應(yīng)10406351-135911、單樁承載力10406351-1359工況五、施工完畢，臺后填土，未架設(shè)上部構(gòu)造時項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、主動土壓力0.0770.7894.15、承臺上土重0.00.06、極限承載40871079-7597、正常使用長期期3406771-7818、正常使用短期期3406771-7819、單樁承載力3406771-781工況六、橋臺施工完，未填土項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、極限承載40870-20105、正常使用長期期34060-16756、正常使用短期期34060-16757、單樁承載力34060-16757、地震力計算：地震水平土壓力計算：KA＝0.271，Ci＝1.3，Cs=1.0，Cd=1.0，A=0.10gEea＝40kN/m，則總的地震水平土壓力E＝1045.5×cos17.5°＝997kN，偏心e＝1.43m，產(chǎn)生逆時針彎矩。橋臺水平地震荷載計算：Ehau＝CiCsCdAGau/g＝1.3×1.0×1.0×0.1Gau=0.13Gau得上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平地震力：367kN，偏心1.60m，產(chǎn)生逆時針或順時針彎矩。橋臺自重產(chǎn)生的的水平地震力：486kN，偏心1.65m，產(chǎn)生逆時針或順時針彎矩。工況七：地震情況項目P(kN)H(kN)M(kN*m))1、橋臺自重2640.2-909.82、搭板部分自重重765.5-765.53、承臺自重0.00.04、上部恒載7000.035.05、地震主動土壓壓力297.1942.21059.06、地震水平力586.5974.97、承臺上土重0.00.08、極限承載1070315293949、單樁承載力107031529394由以上表格數(shù)據(jù)分析可知，1）驗算樁基承載力（樁長驗算時）工況二即橋上有活載，臺后有汽車時，樁頂受力最不利，取之為控制設(shè)計。8、計算橋臺樁基承載力控制內(nèi)力組合（工況二：橋上有活載，臺后有汽車）橋臺根部內(nèi)力合計值：Nj＝11898kN；Hj＝689kN;Mj=-1050kN*m則單樁頂受到豎向力為1983kN。代入橋梁通計算得：基樁嵌巖或支承于巖面輸入的數(shù)據(jù)(單位kN-m)內(nèi)容土層厚透水性摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qqik單軸抗壓強度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值frrk影響系數(shù)C2第1層土層2.30透水15.00--第2層土層2.60透水45.00--第3層土層3.20透水65.00--第4層土層9.20透水75.00--第5層土層5.30透水80.00--第6層土層4.50不透水120.00--初擬樁端在第77層5.00不透水180.001200.0000.05注：1、樁基重量計算：沖刷線或地面線以上由樁端土層透水性和水位面判斷要否計入浮力后計算。沖刷線以下樁重計算按：(1)、樁扣除重采用“與透水和水位無關(guān)，始終扣除樁重一半”，則沖刷線以下按一半樁重(12.5kN/m3)計算。(2)、樁扣除重采用“樁端透水時，水淹沒部分按輸入值扣除”，由樁端土層透水性和水位面計算。a、當(dāng)樁端持力層不透水(數(shù)值0)，不計浮力，按樁基容重(25kN/m3)計算。b、當(dāng)樁端持力層透水(數(shù)值1)，被水淹沒的樁基將計入浮力，這時，樁基重量計算采用的容重：25-12.5=12.5kN/m3。復(fù)核樁長計算表表樁頂軸力樁徑樁的容重樁扣除比重沖刷段樁長樁頂下水位初擬樁長復(fù)核樁長其中嵌巖深復(fù)核結(jié)果1983.01.5025.00樁重計一半3.003.0031.0030.090.00滿足樁端采用樁端處在樁端土層C1樁端C2樁端frk初擬樁長第7層不透水0.6000.0501200.000注：1、樁端土土層為不透透水，沖刷刷線以上按按容重計算算樁重，與與水位面無無關(guān)。2、沖沖刷線(或地面線線)以下始終終扣除樁重重的一半計計算樁重，與與水位面和和樁端持力力層透水性性無關(guān)。3、表表中“復(fù)核樁長長”取初擬樁樁長的樁端端土層透水水性、承載載力計算，其其樁端不改改變。若調(diào)調(diào)整初擬樁樁長改變了了樁端，應(yīng)應(yīng)重新計算算。復(fù)核樁長中間計計算結(jié)果摩摩阻力、樁樁基總重、樁樁基扣除重重量數(shù)據(jù)表表內(nèi)容土層厚度m摩阻力u*l**qiku*c2*h**frk樁基總重kN樁基扣除kN沖刷線距樁頂3.000.000.00130.650.00第1層土層2.30-161.6550.00100.45-50.22第2層土層2.60-548.1990.00113.55-56.78第3層土層3.20-974.5660.00139.76-69.88第4層土層9.20-3232.9920.00401.80-200.900第5層土層5.30-1986.6600.00231.47-115.744第6層土層4.50-2530.1110.00196.53-98.27第7層巖層-0.010.000.000.000.00合計(樁深277.09，嵌嵌巖深0))30.09-9434.0020.001314.200-591.788注：1、《公路路橋涵地基基與基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范》編編號JTGGD633-20007第5.3..4式[Ra]]=c1**Ap*ffrk+uu*Σc2**h*frrk+0..5*ξs*u**Σl*qqik=11257..8+0++0.5**1*94434.002=59974.882kN。式中：c11*Ap**frk==0.6**1.7447*12200=11257..8kN。側(cè)側(cè)阻力系數(shù)數(shù)ξs由樁端frrk=12200kPPa計算得得到，ξs=1。2、PP=單樁軸軸力+樁基重量量-樁基扣除除=19883+13314.22-5911.78==27055.43kkN≤[Ra]]。最小樁長計算表表樁頂軸力樁徑樁的容重樁扣除比重沖刷段樁長樁頂下水位最小樁長其中嵌巖深1983.01.5025.00樁重計一半3.003.0030.090.00樁端采用樁端處在樁端土層C1樁端C2樁端frk最小樁長第7層不透水0.6000.0501200.000注：1、樁端土土層為不透透水，沖刷刷線以上按按容重計算算樁重，與與水位面無無關(guān)。2、沖沖刷線(或地面線線)以下始終終扣除樁重重的一半計計算樁重，與與水位面和和樁端持力力層透水性性無關(guān)。3、表表中“最小樁長長”取其樁端端土層透水水性、承載載力計算，采采用樁長不不得小于最最小樁長。若若加大樁長長改變樁端端，應(yīng)重新新計算。最小樁長中間計計算結(jié)果摩摩阻力、樁樁基總重、樁樁基扣除重重量數(shù)據(jù)表表內(nèi)容土層厚度m摩阻力u*l**qiku*c2*h**frk樁基總重kN樁基扣除kN沖刷線距樁頂3.000.000.00130.650.00第1層土層2.30-161.6550.00100.45-50.22第2層土層2.60-548.1990.00113.55-56.78第3層土層3.20-974.5660.00139.76-69.88第4層土層9.20-3232.9920.00401.80-200.900第5層土層5.30-1986.6600.00231.47-115.744第6層土層4.50-2530.1110.00196.53-98.27第7層巖層-0.010.000.000.000.00合計(樁深277.09，嵌嵌巖深0))30.09-9434.0020.001314.200-591.788注：1、《公路路橋涵地基基與基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范》編編號JTGGD633-20007第5.3..4式[Ra]]=c1**Ap*ffrk+uu*Σc2**h*frrk+0..5*ξs*u**Σl*qqik=11257..8+0++0.5**1*94434.002=59974.882kN。式中：c11*Ap**frk==0.6**1.7447*12200=11257..8kN。側(cè)側(cè)阻力系數(shù)數(shù)ξs由樁端frrk=12200kPPa計算得得到，ξs=1。2、PP=單樁軸軸力+樁基重量量-樁基扣除除=19883+13314.22-5911.78==27055.43kkN≤[Ra]]。9、樁身強度及裂裂縫驗算：：樁身強度內(nèi)力提提取控制內(nèi)力組合（工況六：橋臺施工完，未填土）橋臺底內(nèi)力組合合值：Nj＝40877kN；Hj＝0kN;Mj=--20100kN*mm通過橋博計算得得出單根樁樁最大內(nèi)力力，計算如如下：<<橋梁博士>>基礎(chǔ)計算算系統(tǒng)輸出出文檔文件:EE:\工作\美和路橋橋初設(shè)出圖圖2012204233修改\計算文件\橋臺樁基基計算\美和路K0+7711橋樁基計計算.sdpp文檔描述:美美和路K0+7711橋任務(wù)標(biāo)識:樁樁基計算計算類別:多多排彈性基基礎(chǔ)計算輸入數(shù)據(jù):h=31.0000m,,lo==0.0000malfa=0.3447,mm=1150000.0000,Coo=44500000.0000,AAo=1.7666m**m,EEA=5556366875..000KN,EI==256650488.0000KN--m*m外力P=40887.0000KNN,H=0..000KN,M=20010.0000KKN-m基底嵌入巖石層層樁排信息:樁排號 樁坐標(biāo)標(biāo) 樁數(shù)1 0.000 66承臺剛度信息::承臺單位豎向位位移時,樁頂豎向向反力合計計=33.3055e+0006KNN承臺單位水平位位移時,樁頂水平平反力合計計=66.9544e+0005KNN承臺單位水平位位移時,樁頂反彎彎矩合計=--1.8552e+0006KKN-m承臺單位轉(zhuǎn)角時時,樁柱頂反反彎矩合計計=88.0133e+0006KNN-m承臺位移計算結(jié)結(jié)果:承臺豎向位移=0..00122m,水平位移=0..00177m,轉(zhuǎn)角位移=00.00007弧度各單樁樁頂內(nèi)力力及地面處處的內(nèi)力列列表樁號 X坐標(biāo) N Q M Mo Qo1 0.0 6811.2 0.0 335..0 335..0 0.0單樁效應(yīng)輸出地面處樁柱彎矩矩:Moo=3355.0KKN-m,,剪力Ho==0.0KN樁柱頂彎矩:Ma==3355.0KKN-m地面處樁柱變位位:水平位移=0..00177m,轉(zhuǎn)角=--0.00007弧度樁柱底彎矩:Mh==-600.8KKN-m坐標(biāo) 位移 彎彎矩 剪力 土應(yīng)力0.00 0..00177 335..0 0.0 0.0-1.55 00.00009 324..6 -17..7 20.55-3.10 00.00003 276..6 -43..1 15.33-4.65 00.00000 198..4 -54..9 2.2-6.20 --0.00001 115..0 -50..6 -7.33-7.75 --0.00001 45.55 -38..6 -9.55-9.30 --0.00000 -4.44 -28..7 -5.99-10.85 -0.00000 -44..5 -24..2 -1.55-12.40 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-13.95 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-15.50 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-17.05 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-18.60 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-20.15 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-21.70 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-23.25 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-24.80 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-26.35 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-27.90 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-29.45 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00-31.00 -0.00000 -60..8 -23..6 -0.00計算成功完成由以上計算可得得單樁最大大內(nèi)力為NNj＝681..2kN；Hj＝-17.77kN;Mj=3324.66kN*mm樁身裂縫內(nèi)力提提取控制內(nèi)力組合（工況六：橋臺施工完，未填土）橋臺底內(nèi)力組合合值：Nj＝34066kN；Hj＝0kN;Mj=--16755kN*mm通過橋博計算得得出單根樁樁最大內(nèi)力力，計算如如下：<<橋梁博士>>基礎(chǔ)計算算系統(tǒng)輸出出文檔文件:EE:\工作\美和路橋橋初設(shè)出圖圖2012204233修改\計算文件\橋臺樁基基計算\美和路K0+7711橋樁基計計算.sdpp文檔描述:美美和路K0+7711橋任務(wù)標(biāo)識:樁樁基計算計算類別:多多排彈性基基礎(chǔ)計算輸入數(shù)據(jù):h=31.0000m,,lo==0.0000malfa=0.3447,mm=1150000.0000,Coo=44500000.0000,AAo=1.7666m**m,EEA=5556366875..000KN,EI==256650488.0000KN--m*m外力P=34006.0000KNN,H=0..000KN,M=-11675..000KN-mm基底嵌入巖石層層樁排信息:樁排號 樁坐標(biāo)標(biāo) 樁數(shù)1 0.000 66承臺剛度信息::承臺單位豎向位位移時,樁頂豎向向反力合計計=33.3055e+0006KNN承臺單位水平位位移時,樁頂水平平反力合計計=66.9544e+0005KNN承臺單位水平位位移時,樁頂反彎彎矩合計=--1.8552e+0006KKN-m承臺單位轉(zhuǎn)角時時,樁