公路双柱式钢筋混凝土桥墩设计说明

. 公路钢筋混凝土桥墩设计：班级：学号：指导老师：目录一、设计资料- 1 -二、设计容- 2 -桥墩尺寸拟定- 2 -盖梁计算- 2 -1、恒载下支座反力- 2 -2、盖梁自重与自重下力计算- 3 -3、盖梁活载计算- 5 -4、盖梁力计算- 10 -5、盖梁配筋计算- 11 -墩柱计算- 15 -1、墩柱荷载计算- 15 -2、墩柱配筋- 20 - 24 - / 26一、设计资料1. 以一座3孔预应力混凝土简支梁桥（面布置如图1）为设计背景，进行公路钢筋混凝土桥墩设计。图1 桥梁立面布置图2. 桥梁上部结构：例子：（标准跨径13m,计算跨径12.6m，梁全长12.96m。）3. 桥面净宽：净7+20.75m人行道，横断面布置：见图2（单位：厘米）。图2 桥梁横断面布置图4.上部结构附属设施恒载：单侧人行道5 kN/m，桥面铺装自己根据铺装厚度计算。5. 设计活载：公路级6. 人群荷载：3 kN/m27.主要材料：主筋用HRB335钢筋,其他用R235钢筋混凝土：混凝土为C40 8. 支座板式橡胶支座，摩擦系数f=0.059. 地质水文资料（1）无流水，无冰冻。（2）土质情况：考虑墩底与基础固结，基础承载能力良好。二、设计容桥墩尺寸拟定盖梁计算1、恒载下支座反力假设桥面铺装人行道等桥面系重量等由五片主梁均摊（1） 桥面铺装沥青混凝土： 混凝土垫层: （2） 栏杆、人行道双侧：每片主梁均摊g1=（3.22+33.6+10）/5=9.4KN/m（3） 混凝土梁自重（4） 恒载集度（5） 主梁支座反力上部结构恒载引起的支点反力为259.2KN2、盖梁自重与自重下力计算整个盖梁自重 半个盖梁自重 142.8KN1-1自重 弯矩剪力 2-2自重 弯矩 剪力 3-3自重弯矩剪力4-4自重弯矩剪力5-5自重 弯矩 剪力 将计算结果列表于下：盖梁自重与力表截面自重（KN）弯矩（KNm）剪力（KN）Q左Q右1-120.06-6.89-20.06-20.062-227.3-11.58-27.3-27.33-331.16-14.53-31.16111.644-481.212.2761.661.65-5142.861.4003、盖梁活载计算横桥向由于T梁截面位于支座截面，用杠杆原理法分配横向荷载1号梁：m0r1=1.422m0q1=0.4382号梁：m0r2=0m0q2=0.53号梁：m0r3=0m0q3=1.188/2=0.5944号梁与2号梁一样、5号梁与1号梁一样顺桥向车道荷载由均布荷载和集中荷载组成任务书要求荷载等级为公路-级计算剪力效应时简支梁桥反力影响线与按最不利荷载布置如下：计算剪力时：冲击力汽车荷载在T梁上的冲击系数采用1.3即=1.3将上述计算结果列表于下：（单孔）墩柱反力计算双柱，单柱受一半力：活载：G=恒载：G=4、盖梁力计算自重下各截面自重力已求出，活载下力如下计算：简化计算图示如下：将活载下各截面力计算结果列表于下：（另一半对称）截面弯矩（KNm）剪力（KN）Q左Q右1-100-541.52-2-108.3-541.5-541.53-3-162.45-541.5969.794-4191.5969.79361.395-5769.73361.390同理恒载下个界面力计算结果：截面弯矩（KNm）剪力（KN）Q左Q右1-100-518.42-2-103.68-518.4-518.43-3-155.52-518.4777.64-477.76777.6259.25-5492.48259.20根据公路桥涵设计通用规，按承载力极限状态设计时，荷载组合按下式：截面恒载(盖梁自重与上部恒载)活载荷载组合弯矩（KNm）剪力（KN）弯矩（KNm）剪力（KN）弯矩（KNm）剪力（KN）Q左Q右Q左Q右Q左Q右1-1-6.89-20.06-538.4600-541.5-8.268-24.072-1404.252-2-115.26-545.7-545.7-108.3-541.5-541.5-289.932-1412.94-1412.943-3-170.05-549.56889.24-162.45-541.5969.79-431.49-1417.572424.794-490.03839.2320.8191.5969.79361.39376.1362364.746890.905-5553.88259.20769.73361.3901742.28816.98605、盖梁配筋计算材料：主筋用HRB335钢筋混凝土：混凝土为C40 1）受弯配筋正弯矩最大值负弯矩绝对最大值5-5截面（正弯矩最大值）由正截面强度计算公式：得解得查钢筋表，选用钢筋，面积钢筋净间距 满足要求3-3截面（负弯矩最大值）用弯起钢筋抵抗负弯矩，若不能满足条件，再配钢筋。解得弯起两根主筋 满足条件，不需再配筋。4-4截面以左开始弯起至3-3截面弯起完毕2）受弯承载力验算根据公预规5-5截面盖梁支承中心距离盖梁净跨径 取较小者 力臂 应满足经检验满足条件3）斜截面抗剪箍筋设计由斜截面抗剪承载力：得到：配四肢箍满足要求在1-1截面之前与4-4截面之后只需按构造配筋就行，配此外还需设立四根架立纵筋来固定四肢箍，采用配筋图见图纸墩柱计算1、墩柱荷载计算（1）恒载计算上部结构恒载 盖梁自重 单墩柱自重 系梁自重 恒载下单柱竖向承受恒载力 1829.1KN（2）活载计算双孔荷载：单墩反力 单孔荷载：单墩反力 弯矩：（3）水平荷载计算采用集成刚度法进行各墩水平力分配1） 墩台刚度计算支座抗推刚度：墩柱橡胶支座橡胶板尺寸选择200mm300mm49mm，剪切模量每个墩支座抗推刚度：桥台支座抗推刚度（单孔）：墩柱抗推刚度：双柱墩，C40混凝土，弹性模量截面惯性矩墩高桥墩（台）与支座串联，其刚度为：桥墩： 桥台：2） 汽车制动力的计算和分配汽车制动力计算（因为桥面连续，最大制动力在一联上布载计算）双孔布载 ，按车道荷载标准值在加载长度上的总重力10%计算，且公路-级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN。取165KN制动力的分配：则桥墩摩阻力 ，取制动力控制设计制动力作用于桥面，所以墩顶受弯矩=161.7KNm单墩承受制动力弯矩：M1=80.85KN将上述计算结果列于下表并进行荷载组合恒载活载制动力荷载组合单孔双孔单孔双孔M（KNm）0188.9080.85377.65113.19N（KN）1829.1755.651511.303252.834310.74Q（KN）00053.975.46将墩柱视为梁体，其力图如下：2、墩柱配筋由力图可得出材料: C40混凝土 HRB335钢筋 取保护层厚度：假设墩柱一端一端自由需要考虑挠曲对纵向弯曲的影响沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，正截面抗压承载力计算应满足：经过excel写入公式试算之后得到：时 若继续减小，配筋率会小于最小配筋率，弱继续增大，轴向力会比实际大，浪费钢筋，故按此时配筋。配置，承载力验算承载能力满足要求由公预规，箍筋间距不应大于纵向受力钢筋直径15倍、不大于构件短边尺寸（圆形截面采用0.8倍直径）并不大于400mm。钢筋混凝土梁中应设置直径不小于8mm，且不小于1/4主钢筋直径的箍筋，其配筋率R235钢筋不应小于0.18%。综上，箍筋配螺旋箍筋，R235钢筋。此外纵向受力钢筋应伸入基础和盖梁，伸入长度按规查询取20d=440mm。具体配筋见配筋图。参考文献1吕晓寅，林，贾英杰，袁泉，卢文良.混凝土结构基本原理.2012.82夏禾.季文玉.冰.楠.桥梁工程（上下册） 高等教育.2011.13JTG D62-2004 公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规s.中华人民国交通部4JTG D60-2004 公路桥涵通用设计规s.中华人民国交通部