IDK33 0485框架桥支墩计算资料课案.docx

1、IDK33 0485框架桥支墩计算资料课案DK33+048.5框架桥D型梁支墩结构检算根据三江至南川扩能改造工程框架桥设计图,本框架桥为立交而设，采用明挖架空防护现浇工程，既有线部分采用Lp=16mD型梁2组架空施工，边墩采用1.5m*1.5m钢筋混凝土灌注桩，中墩采用1.5m*1.75m钢筋混凝土灌注桩，灌注桩后架D型梁开挖现浇施工。D型梁支撑墩采用C30混凝土，桩长为12.5m，钢筋主筋采用25钢筋，箍筋为16钢筋，支墩穿过回填土、粘土，置于灰岩W2层上。以下为D型梁支墩结构验算：1、 主动力土压力h=/（B-b）/2(x+L-b/2)x/D+h=tan45o=1由上式求得x值，土柱作用在

2、路基面上的宽度 L0=L+2x式中 D-道床厚道 L-轨枕长度 -轨下路拱高 B-路基面宽度 b-路拱顶面宽ho=P+Q/* ho 式中 ho-土柱高 P-钢轨、轨枕、道床总重 Q-活荷载Q=220/1.5=146KN/m -路基土重度列车活荷载换算土柱高及分布宽度见下表列车活荷载换算土柱高及分布宽度见下表铁路等级及轨道类型级（重型）非掺土水掺土水、岩石设计轴荷载（KN）220轨道条件钢轨Kg/m50轨枕根/km1680道床厚度m0.40.3道床顶宽m3.0道床坡度1:1.75换算土柱分布宽度m3.43.1计算强度Kpa57.759.2重度KN/m317181819计算高度m3.43.23.3

3、3.1查上表：换算土柱高度取3.2mH=8.7m、B=4.6m、b=1.5mPa1=(1*L*Ka1-2*c*Ka1) *B =18*8.7*tan2(45o-30o/2)-2*18*tan(45o-30o/2)*4.6 =144.51KpaPa2=(2*t1*Ka2-2*c*Ka2)*b+(3*t2*Ka2-2*c*Ka2)*b =18*3.9*tan2(45o-40o/2)-2*18*tan(45o-40o/2)*1.5+24*t*tan2(45o-40o/2)-2*18*tan(45o-40o/2)*1.5 =7.82t-27.452、被动土压力Pp=(2*t*Kp+2*c*Kp)*b+

4、(3*t*Kp+2*c*Kp)*b =18*3.9*tan2(45o+40o/2)+2*18*tan(45o+40o/2)*1.5+24*t*tan2(45o+40o/2)+2*18*tan(45o+40o/2)*1.5 =411.48t+715.86式中：H-基坑深度5.5m+列车荷载换算土柱高度3.2m B-桩间距 b-桩宽 Pa1-第一层主动土压力 Pa2-第二层主动土压力 Pp-被动土压力 1-回填土的重度 取18KN/m3 2-粘土的重度 取18KN/m3 3-灰岩的重度 取24KN/m3 Ka-主动土压力系数 Kp-被动土压力系数 C-土的粘聚力 t-桩的锚固深度 K-抗倾覆的安全

5、系数取2 2、 锚固深度及抗倾覆计算。为保证列车行驶安全，安全系数K取值2M抗=2M倾1/6*Pp*t=K*1/3*Pa1*(1/3*L+t)+1/6*Pa2*t1/6*(411.48t+715.86)*t=2*1/3*144.51*(1/3*8.7+t)+1/6*(7.82t-27.45)*t锚固深度t=1.88m+3.9=5.78m 桩实际入土深度较计算值增加20%，求得桩总长L L=h+1.2t=5.5+1.2*5.78=12.44m,取12.5m。 根据计算出锚固长度计算主动土压力及被动土压力如下：Pa2=(2*t1*Ka2-2*c*Ka2)*b+(3*t2*Ka2-2*c*Ka2)*

6、b=18*3.9*tan2(45o-40o/2)-2*18*tan(45o-40o/2)*1.5+24*t*tan2(45o-40o/2)-2*18*tan(45o-40o/2)*1.5 =7.82t-27.45=-12.75 KpaPp=(2*t*Kp+2*c*Kp)*b+(3*t*Kp+2*c*Kp)*b=18*3.9*tan2(45o+40o/2)+2*18*tan(45o+40o/2)*1.5+24*t*tan2(45o+40o/2)+2*18*tan(45o+40o/2)*1.5 =411.48t+715.86=1489.44 Kpa4、最大弯矩：to=h/(Kp/Ka*K)-1=8

7、.7/(tan2(45+45/2)/ tan2(45-45/2)*2)-1 =3.31mMmax=1/6*（h+t）3*Ka-1/6*t3*Kp/K=1/6*24*0.172*(8.7+3.31)3-1/6*24*2.914*0.5*3.313=980.49KN.m/m式中：to-桩最大弯矩截面深度Mmax-最大弯矩值K-安全系数取25、正截面强度验算：截面尺寸为1500mm*1500mm，弯矩M=980.49KN.m，安全系数取2，计算得1960.98Mpa，混凝土强度等级为C30。验算是否需要采用双筋截面取as=60mm,ho=1500-60=1440mm查表有s,max=0.396(b=

8、0.544)，fcm=16.5所以Mu,max=s,max*fcm*b* ho2 =0.396*16.5*1500*14402=20323.35KN.mM 所以采用单筋截面。式中 as-最大抵抗矩系数，即纵向受拉钢筋重心至受拉混凝土边缘的距离 单筋截面计算：as=35+25/2=47.5mmho=1500-47.5=1452.50mm查表得出fcm=16.5Mpa，fy=310Mpaas=M/fcm*b*ho2=1960.98*106/16.5*1500*1452.502=0.038as=（1-0.5）=0.02s=(1-0.5)=0.99AS=M/fy*s*ho=9096.25mm2选25的

9、钢筋，3009.38mm2/（490.63*3）mm2=7根即1500/6=250mm，间距为250mm式中：M-正截面的受弯承载力fcm-混凝土弯曲抗压强度设计值fy-钢筋抗拉强度设计值As-纵向受拉钢筋截面面积b-截面宽度ho-截面有效高度， ho=h-ash-截面高度as-纵向受拉钢筋重心至受拉混凝土边缘的距离-受压区高度s-内力偶臂系数6、斜截面强度验算设计剪力V=Emz-Eaz=1489.44-144.51+12.75=1357.68Kpaho/b=1452.50/1500=0.974属于一般悬臂柱，又 V/fc*b*ho=1357.68/15*1500*1452.50=0.0000

10、4V不应按设计配置钢筋，只需设置构造箍筋16400。式中： V-斜截面的受剪承载力 Vc-剪压区混凝土的受剪承载力 fc-轴心抗压强度，查表得C30混凝土为15N/mm2 ho-截面有效高度结论截面及配筋满足设计D型梁架空施工的安全要求，同时满足设计及规范。D型梁支撑墩采用C30混凝土，桩长为12.5m，钢筋主筋采用25钢筋，箍筋为16400，支墩桩底置于灰岩W2层上，锚固长度为6.9m。参考文献：铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2001建筑基坑支护技术规范JGJ120-99建筑基坑工程技术规范YB9258-97混凝土结构设计手册GB50010-2002支挡结构设计设计手册第二版 尉希成编钢筋混凝土基本构件第二版 腾智明混凝土结构设计原理李乔编岩土工程汤康民土力学刘成宇岩土工程手册第四版