大城市桥墩计算.doc

桥墩计算 上武国家重点公路河南境泌阳至南阳高速公路K139+882.342 G312国道分离式立交桥左幅桥上部结构采用（3×40+23.726） m预应力混凝土连续箱梁，右幅桥上部结构采用（23.726+3×40） m预应力混凝土连续箱梁；下部采用独柱式墩（接承台）、柱式台，钻孔灌注桩基础。 原设计中分隔带为300cm，墩身直径采用200cm，材料为C40混凝土。按照xx要求，现分隔带调整为200cm，需要将桥墩墩身的直径缩小，现按照150cm、160cm、165cm分别进行验算。 一、设计参数 设计荷载：公路-Ⅰ级， qk=10.5KN/m；Pk=320KN 跨径组合：3×40+23.726m 桥墩高度：H1=H2=H3=600cm； 桥墩墩身弹性模量：C40混凝土 E=3.25×104Mpa； 支座类型：GPZ（Ⅱ）盆式支座 支座吨位：GPZ（Ⅱ）12.5；最大摩擦力F=625KN； GPZ（Ⅱ）15；最大摩擦力F=750KN。 二、桥墩墩顶水平力计算 1、桥墩截面惯性矩计算 按照公式：I=π*d4/64；其中d为桥墩的直径。 桥墩面积、惯性矩计算表 柱径d 面积 惯性矩I （m） （m2 ） （m4 ） 1.5 1.76715 0.2485 1.6 2.01062 0.3217 1.65 2.13825 0.3638 2、桥墩抗推刚度计算 按照《铁路桥涵设计规范（TBJ2-85）》第5.3.1条，计算抗推刚度时，混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的0.8倍，即： ρ=3*0.8*EI/H3 由于设计中采用GPZ（Ⅱ）盆式支座，认为支座刚度为无穷大，桥墩的刚度即为桥墩与支座的抗推刚度。桥墩的抗推刚度见下表。 桥墩刚度计算表 柱径d 惯性矩I 桥墩刚度 （m） （m4） （KN/m） 1.5 0.2485 89738 1.6 0.3217 116169 1.65 0.3638 131385 3、变形零点计算 按照公式：X=（CΣKili+ΣμR）/（C*ΣKi） 其中：C—收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃，C=1E-5*55=0.00055； Kili—桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积； μR：桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，如为滑板支座，取0。 经计算，变形零点位于2号桥墩中心点。 4、混凝土收缩+徐变+降温在墩顶产生的水平力计算 按照公式：P1=C*ΔX*Ki 其中：C—收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃，C=1E-5*55=0.00055； ΔX—桥墩距离变形零点的距离 Ki—桥墩抗推刚度； 混凝土收缩+徐变+降温在墩顶产生的水平力 柱径d 桥墩刚度 水平力 1号桥墩 2号桥墩 3号桥墩 m） （KN/m） （KN） （KN） （KN） 1.5 89738 1974 0 -1974 1.6 116169 2555 0 -2555 1.65 131385 2890 0 -2890 5、活载产生的水平力计算 一列车产生的水平力：（143.726*10.5+320）*10%=182.9KN＞165KN；故：最不利情况下，活载产生的水平力为P2=182.9*0.78*3=428KN。 6、桥墩顶水平力计算 由以上计算可以得到： ①、墩墩身直径取1.5m、1.6m，还是1.65m，在混凝土收缩+徐变+降温作用下，1号桥墩和3号桥墩均已经滑动，所以，1号桥墩和3号桥墩顶最大水平力为P=750KN； ②、在最不利情况下，活载产生的水平力均由设置固定支座的2号桥墩承受，所以，2号桥墩水平力为P=428KN。 ③、只要1号桥墩和3号桥墩满足要求，2号桥墩就能满足要求，故计算是仅对1号桥墩进行计算。 三、桥墩配筋计算及裂缝计算 本计算采用极限状态法。 计算弯矩：Mma=900*6=5400KN； 竖直力： Nmin=13000KN 计算长度：l=12m 墩身混凝土最大压应力：σ=18.4Mpa 配筋计算表 柱径（cm） 配筋率 （%） 混凝土压应力（Mpa） 钢筋（Mpa） φ28钢筋根数 是否满足要求 拉应力 压应力 150 0.04 19 68 -143 115 不满足要求 0.044 18.3 63 -138 127 满足要求 0.043 18.5 64 -139 124 不满足要求 160 0.