桥台计算书.docx
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桥台计算书
Preparedon22November2020
桥台计算书
桥台计算书
设计：
葛翔
复核：
审核：
xiangxiang
0
0
1
1
2
U型桥台计算
1计算依据与基础资料
标准及规范
标准
上部构造形式：
预制后张法预应力混凝土简支空心板
下部构造形式：
重力式U型桥台
设计荷载：
城市－A级
结构重要性系数：
规范
《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）
《公路桥梁设计通用规范》JTGD60-2015（简称《通规》）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2012（简称《预规》）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
主要材料
1）混凝土：
桥台台帽、背墙采用C30混凝土，侧墙C25混凝土，台身、扩大基础C25片石混凝土，容重均采用24kN/m3；
3）钢筋：
采用HRB400，
，
；
采用HPB300，
，
。
图1-1桥台一般构造图（单位：
cm）
假设台背铅直，基础墙趾扩散角=tan-1（50/100）=<混凝土最大刚性角40o满足要求，台后填土与水平面夹角β=0。
。
墙背填土容重γs=19KN/m3,
计算内摩擦角Φ=40o。
桥台c25混凝土容重γk=24KN/m3,
基底摩擦系数μ=,
地基容许承载力[σ]=2500Kpa。
人群荷载q=3kN/m2，
上部构造反力--恒载标准值p1=，
上部构造反力--活载标准值p2=。
2荷载计算
桥台及上部结构的荷载计算
桥上部反力
编号
铅垂力N
（KN）
距基底中心的距离
（m）
弯矩M
（）
活载
恒载
表上部构造荷载
计算桥台自重与台内填土重力及其对基础底中心的偏心弯矩，首先计算各部分重力及其对基础底前趾点“A”弯矩；
编号
项目
铅垂力
（KN）
对A点力臂
（m）
对A弯矩
（）
1
台帽
2
搭板
3
背墙
4
侧墙
5
人行道
6
台身
7
填土
8
基础
由上表可知，桥台及台内填土重合计：
；桥台及台内填土对A点弯矩合计：
；则桥台及台内填土对基础底中心力臂为：
桥台及桥台内填土对基础底偏心弯矩：
台后土压力
式中：
γ——土容重，γ=19KN/m3；
B——桥台计算宽度，B=；
H——桥台计算高度，H=7m；
h——破棱体范围内车辆荷载的等代均布土厚度；
μ——主动土压力系数。
θ
破坏棱体破裂面与竖直线夹角θ的正切值按下式计算：
式中：
——土内摩擦角，
=40o；
β——填土表面与水平线夹角，β=0o；
α——台背与竖直面夹角，α=0o；
δ——台背与填土间摩擦，δ=
/2=20o；
则
，
破坏棱体长度
在
长度内按最不利布置车辆荷载，可布置一个后轴车辆荷载280KN，在桥台计算宽度内，8m行车道，可布置两辆车，故
用库伦土压力公式计算
土压力作用点距桥台基底距离c，
土压力对桥台基底弯矩
当台后无活载时，h=0，土压力计算如下：
土压力作用点距桥台基底距离c，
土压力对桥台基底弯矩
温降、混凝土收缩、徐变作用、制动力
简支板及桥面连续的施工温度为15oC～25oC，计算温度力时的温度取值：
“公路桥涵设计通用规范“P35，表，公路桥梁结构的有效温度标准值，混凝土、石桥，温热地区为+34至-3度。
则温升为34-15=19oC，温降为25-（-3）=28oC。
桥台为重力式U台，其刚度可假定为无穷大，桥台与其上支座串联，且桥台刚度假定为无穷大，故它们的集成刚度及为支座刚度，其上有一排24个支座，一排支座的刚度为
混凝土的收缩应力，参考1985年”公路桥涵设计通用规范”P18,装配式钢筋混凝土结构的收缩影响力相当于降温（5-10）oC，平均取。
混凝土徐变影响，按比拟法，参考“公路桥梁伸缩装置”一书（人民交通出版-2001年）P117,混凝土的徐变与收缩之比为=，按混凝土收缩与徐变关系换算，相当于降温*=度。
则温降及混凝土收缩影响力相当于降温28++=51oC，它们使上部构造两端向中间收缩，中间必86有一个不动点，其离0号桥台距离：
式中c——收缩系数，c=
=；
——桥墩（台）支座顶部集成刚度
桥墩（台）距0号台的距离；
——活动支座的支座摩阻力，假定不动点以右为正，以左为负，本桥无活动支座，不计此项。
由上部结构降温及混凝土收缩、徐变在各墩台的支座顶产生的水平力为：
0号台
按规范JTGD60——1级汽车荷载的制动力标准值不得小于165KN。
在16m范围内，可布置一辆550KN的车，一辆车的10%为55KN；同向行驶双车道乘以2，为110KN<165KN，则按165KN计。
0号台为简支梁桥台、固定支座，应计制动力等于165KN。
作用力汇总
表桥台基础底面外力汇总表
序号
项目
水平力（KN）
竖直力（KN）
弯矩（）
1
土压力（台后有活载）
—
2
土压力（台后无活载）
—
3
温降、砼收缩及徐变影响力+制动力
—
4
砼收缩及徐变影响力
—
5
上部结构恒载
—
6
上部结构活载
—
7
桥台和台内填土重
—
8
荷载组合Ⅰ（1+4+5+6+7）
9
荷载组合Ⅱ（1+3+5+6+7）
10
仅有恒载（2+4+5+7）
4地基承载力计算
基础底面积A=
基础底抗力矩
基础底应力
荷载组合Ⅰ：
<地基容许承载力400KN/m2
荷载组合Ⅱ：
<×400=500KN/m2
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，承载力满足要求。
5偏心距验算
基础底核心半径
桥台仅受恒载作用时：
荷载组合Ⅱ：
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，偏心距验算满足要求。
6抗倾覆及抗滑移稳定性验算
抗倾覆稳定性验算
荷载组合Ⅰ：
荷载组合Ⅱ：
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。
抗滑移稳定性验算
式中
——竖向力总和；
——抗滑稳定水平力总和；
——滑动水平力总和；
——基础底面与地基之间的摩擦系数，取。
荷载组合Ⅰ：
荷载组合Ⅱ：
以上均在规范JTGD63-2007的允许范围内，抗滑移稳定性满足要求。
7伸缩缝的选择
温降、混凝土收缩及徐变、制动力引起的伸缩量
由以上计算知，在桥台的支座上由于温降影响、混凝土收缩及徐变、制动力产生的水平力为，每个支座的水平力为T=24=10465N
支座剪切变形正切值TANΦ=T/AG=10465/47143×=
支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ
=70×=
温升、制动力引起的伸缩量
由以上计算知，在桥台的支座上由于温升影响制动力产生的水平力为32+165=197KN，每个支座的水平力为T=197/24=8208N
支座剪切变形正切值TANΦ=T/AG=8208/47143×=
支座的水平变形Δ=支座橡胶层总厚×TANΦ
=70×=
伸缩缝选型
根据以上计算伸缩缝安装以后，伸缩缝可能拉开，可能合拢。
伸缩缝的伸缩量合计∑Δ=+=。
采用GQF-C40型伸缩缝，该伸缩缝允许拉伸或压缩各40/2=20mm
伸缩缝计算拉开量<20mm，
伸缩缝计算合拢量<20mm，采用GQF-C40型伸缩缝满足要求。
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