重力式桥台桥墩设计.docx
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重力式桥台桥墩设计
攀枝花学院重力式桥台、桥墩设计
1.1设计资料
1.1.1桥梁跨径及桥宽
标准跨径：
30m；
主梁全长：
29.96m；
计算跨径：
29.16m；
桥面净空：
净—7+2×1m（人行道）；
桥面坡度：
不设纵坡，车行道双向横坡为2%，人行道单向坡为1.5%。
1.1.2设计荷载：
公路—Ⅰ级
1.1.3 材料及施工工艺
混凝土：
主梁C50，人行道、栏杆、桥面铺装及混凝土三角垫层用C30；
预应力钢筋：
采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTGD62—2004）的
钢绞线，每束7根，全梁配6束，
=1860MPa。
按后张法工艺制作主梁，采用
70mm金属波纹管成孔，预留孔道直径为75mm和OVM锚。
1.1.4设计依据
（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）简称《桥规》
（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）
（3）《桥梁工程》 （人民交通出版社，姚铃森编）
1.2.1主梁间距与主梁片数
主梁间距通常应随着梁高与跨径的增加而加宽为经济，由此可提高主梁截面效率指标值，采用主梁间距2.3m，考虑人行道可以适当挑出，考虑设计资料给
定的桥面净宽选用7片主梁，其横截面布置形式图1.2.1。
图1.2.1
1.2.2主梁尺寸拟定
1.2.2.1主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比在1/15～1/25之间，标准设计中一般取为1/16～1/18。
所以梁高取用175cm。
1.2.2.2主梁腹板的厚度
在预应力混凝土梁中，梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度翼板由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定要求出发，腹板厚度一般不宜小于其高度的1/15。
本设计采用16cm.在跨中区段梁腹板下部设置马蹄，设计实践表明马蹄面积与截面面积以10%-20%为宜，马蹄宽：
36cm，高：
30cm。
1.2.3翼板尺寸拟定
在接近梁的两端的区段内，为满足预应力束筋布置锚具的需要，肋厚应逐渐扩展加厚，其过渡段长度不宜小于12倍肋板的增加厚度。
预应力混凝土T梁的下缘，为了满足布置预应力束筋的要求，要扩大成马蹄形，马蹄的尺寸应该满足预应力各个阶段的强度要求。
由于马蹄形部分承受预应力锚具的局部荷载作用，其尺寸不宜过小，否则在施工中易形成水平纵向裂缝，因此马蹄面积一般应占截面总面积的10%-20%。
拟定马蹄宽度为40cm，高度为26cm。
第一章 设计任务书
1.1基本设计资料
1.1.1跨度和桥面宽度
1）标准跨径：
20.00m（墩中心距离）
2）计算跨径：
19.50m（支座中心距离）
3）主梁全长：
19.96m（主梁预制长度）
4）桥面净空：
净7m（行车道）＋2×1m人行道
1.1.2技术标准
1）设计荷载标准：
公路－Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算，人群荷载3kN/m2
2）环境标准：
Ⅰ类环境
3）设计安全等级：
二级
1.1.3主要材料
1）混凝土：
混凝土简支T梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土，下层为0.06～0.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按25kN/m3计。
2）钢筋：
主筋用HRB335，其它用R235
1.1.4构造形式及截面尺寸
图1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：
cm）
如图1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m，宽1.8m；桥上的横坡为双向2%，坡度由C30混凝土混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁。
第二章 主梁的荷载横向分布系数计算
2.1主梁荷载横向分布系数的计算
2.1.1刚性横梁法计算横向分布系数
因为每一片T型梁的截面形式完全一样，所以：
式中，n=5，
=2×（3.6
）m
=32.4m
表1
值计算表
梁号
1
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
2
0.4
0.3
0.2
0.1
0
3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
计算横向分布系数：
根据最不利荷载位置分别布置荷载。
布置荷载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取3KN/m
栏杆及人行道板每延米重取6.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。
图2横向分布系数计算图式（单位：
mm）
从而可以各梁在不同荷载作用下的分布系数：
汽车荷载：
m
=0.5×（0.5355+0.3387+0.1900-0.0100）=0.5271
m
=0.5×（0.3637+0.2689+0.1926+0.095）=0.4601
m
=0.5×（0.2+0.2+0.2+0.2）=0.4
人群荷载：
m
=0.6448 m
=0.4225 m
=0.2×2=0.4
人行道板：
m
=0.6492-0.25=0.3992
m
=0.4247-0.025=03997 m
=0.2+0.2=0.4
2.1.2杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数
图3 梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位：
mm）
汽车荷载：
m
=0.5×0.6475=0.3238 m
=0.5×1.0=0.5
m
=0.5×（0.9444+0.3333）=0.6389
人群荷载：
m
=1.2222 m
=-0.2222 m
=0
一、设计资料、桥墩尺寸
标准跨径
预制板长
计算跨径
桥面净宽
汽车荷载
挂车荷载
净空
m
m
m
m
汽-20级
挂-100
m
8
7.96
7.6
5
120
250
4
墩帽厚
墩帽宽
墩帽顶部全长
挡块高
墩顶宽
m
m
直线段长m
半径m
全长m
m
m
0.3
1
7.7
0.5
8.7
0.3
埋深
基础厚
基础层数
基础上层平面尺寸
基础下层平面尺寸
m
m
个
m
m
m
m
2
0.75
2
2.08
9.59
2.88
10.39
墩身顶部全长（m）
墩身侧面坡
桥墩高
墩底宽
墩身底部全长
直线段长m
半径m
全长m
m
m
m
7.51
0.5
8.51
30.00
4.20
1.28
8.79
二、荷载计算
1、恒载计算:
a、上部构造恒载计算：
2、墩身自重计算：
桥墩共分为5段，其中墩帽为一段（S1），墩身分为四段（S2、S3、S4、S5）
a、墩帽重力：
b、墩身重力计算：
c、基础重力及基础禁边上的土重力：
2、活载计算:
a、汽车荷载计算：
1）、双孔荷载、单列车布置：
2）、单孔荷载、单列车布置：
3）、汽车横向排列：
b、挂车荷载计算：
1）、双孔荷载
2）、单孔荷载
3）、挂车横向排列：
2、水平荷载计算:
a、汽车制动力按一行车队的10％，不小于一辆重车的30％。
b、汽车制动力对墩身各截面产生的弯矩（按汽车制动力作用点在橡胶支座顶面计算）
1——1截面 M1-1= 29.88 KN.m
5——5截面 M5-5= 353.88 KN.m
基础底面 M基= 488.88 KN.m
三、内力汇总及组合
1、顺桥向内力汇总及组合
编号
项目
1——1截面
5——5截面
基底截面
P
H
M
P
H
M
P
H
M
（KN）
（KN）
（KN.m）
（KN）
（KN）
（KN.m）
（KN）
（KN）
（KN.m）
1
上部结构
644.49
0
644.49
0
644.49
0.00
2
桥墩
72.31
0
884.53
0
2213.76
0.00
3
汽车-20级单跨布载
243.12
48.62
243.12
48.62
243.12
48.62
4
汽车-20级双跨布载
254.17
10.41
254.17
10.41
254.17
10.41
5
挂车-100级单跨布载
605.18
121.04
605.18
121.04
605.18
121.04
6
挂车-100级双跨布载
683.35
0
683.35
0
683.35
0.00
7
汽车制动力
90
29.88
90
353.88
90
488.88
内力组合
（Ⅰ）1+2+3
1200.53
0
68.07
2175.19
0
68.07
2912.79
0
48.62
（Ⅰ）1+2+4
1216.00
0
14.58
2190.664
0
14.57904
3474.492007
0
10.41
（Ⅱ）1+2+3+7
960.4
100.8
87.92
1740.15
100.8
450.8
2481.1
72.0
430.00
（Ⅱ）1+2+4+7
972.8
100.8
45.1
1752.5
100.8
408.0
2489.9
72
399.43
（Ⅲ）1+2+5
1365.92
0
135.56
2145.65
0
135.56
2770.74
0
96.83
（Ⅲ）1+2+6
1453.48
0
0
2233.21
0
0
2833
0
0.00
编号
项目
5——5截面
基底截面
P
H
M
P
H
M
（KN）
（KN）
（KN.m）
（KN）
（KN）
（KN.m）
1
上部结构
644.49
0
644.49
0
2
桥墩
884.53
0
2213.76
0
3
汽车-20级单跨布载
243.12
571.33
243.12
571.33
4
汽车-20级双跨布载
254.17
597.30
254.17
597.30
5
挂车-100级
683.35
956.69
605.18
956.69
内力组合
（Ⅰ）1+2+3
2205.8
0
799.9
3770.3
0
571.3
（Ⅰ）1+2+4
2190.7
0
836.2
2928.3
0
597.3
（Ⅳ）1+2+5
2233.2
0
1071.5
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