k2—地基土容许承载力随深度的修正系数
时间： 3:40:14
&&&&&&&&桥梁毕业设计—简支T形梁下部结构设计&&&&&&&&辽宁工程技术大学交通土建专业毕业设计&&&&&&&&双柱式桥墩&&&&&&&&I&&&&&&&&&&&&摘要&&&&本次设计的课题是南水北调大桥下部结构，本设计选择部分预应力混凝土简支梁桥为方案进行下部结构设计。在设计中，首先根据地质条件选择适合本桥的桩基础，比较常用的桥墩（台）形式，经过方案必选后选择合适的桥梁墩（台）方，案确定后再从上到下开始计算。首先是盖梁的计算，着重计算盖梁在使用过程中上部构造恒载、盖梁自重以及汽车及人群荷载的作用，通过荷载集度进行盖梁内力的计算，然后是盖梁的配筋，经过盖梁内力计算后对盖梁进行配筋及承载力校核；其次是桥墩的计算，桥墩的计算主要是桥墩所受的恒载、活载的计算及双柱反力的计算，然后是配筋计算及应力验算；然后是钻孔灌注桩的计算，主要是桩长的计算，桩长根据单桩容许承载力的经验公式确定桩长，桩内力的计算主要是用m法，根据m法确定的桩的内力进行桩筋的设计及强度验算；最后是埋置式U型桥台刚性扩大基础的计算，主要是对桥台恒载、活载、土压力的计算，经过计算后，对计算结果进行地基承载力、基底偏心距、基础稳定性的验算。&&&&&&&&关键词：简支梁桥；盖梁；桥墩（台）钻孔灌注桩；&&&&&&&&II&&&&&&&&&&&&Abstract&&&&Thedesignofthesubjectisthenanshuibeidiaobridgestructurediversion,Iselectthepartiallyprestressedconcretebeambridgesolutionforthestructuredesign.Inthedesign,accordingtothegeologicalconditionsofthefirstchoiceforthisbridgepilefoundation,comparecommonpier&&&&&&&&(Abutment),afterschemewillbeselectedtochoosetheappropriatebridgepier(Abutment),planagainafterthestartcountingfromtoptobottom.Firstiscappingbeam,thecalculationusedinengineeringcalculationcappingbeamintheupperstructure,cappingbeamandcarandweightloadandloadaresetbytheinternalforcecalculation,cappingbeamisthencoverthebeams,cappingbeamreinforcementthroughcalculationofcoverafterreinforcementandbearingcapacityofbeamsarechecked,Secondisthebridgepier,thecalculationofmainpierisconstant,liveloadcalculationandthetwinpillarsofcalculation,andtheniscalculatedandreinforcementstresscalculation,Thenthecast-in-placepilelengthiscalculated,themainpilelengthcalculation,thebearingcapacityofsinglepileaccordingtoallowpilelength,experienceformulacalculationofinternalpilesismainlyusemmethod,accordingtothemethodofpilem.internalpilesofreinforcementdesignandstrengthcalculation,Finallyisburiedtypeabutmentu-shapedrigidexpandthecalculation,ismainlybasedontheabutmentandliveload,soilpressurecalculation,throughcalculation,analysisandthebearingcapacityoffoundation,thestabilityofeccentricity.Keywords:simple-supported；Bridges；Cappingbeam；Piers(Abutment)；Boredpiles&&&&&&&&III&&&&&&&&&&&&目录&&&&第一章绪论·······························1·······························1.1概述·································1································1.2桥梁的发展概况·························1·························1.3设计资料与方案比选······················2······················&&&&1.3.1设计标准及上部构造.........................................21.3.2水文地质条件...................................................21.3.3材料...............................................................31.3.4下部结构比选...................................................31.3.5桥梁下部结构尺寸............................................4&&&&&&&&第二章盖梁计算·····························7····························2.1荷载计算······························7·····························&&&&2.1.1上部构造恒载...................................................72.1.2盖梁自重及内力计算.........................................72.1.3活载计算.........................................................92.1.4双柱反力Gi的计算..........................................20&&&&&&&&2.2内力计算···························································22&&&&2.2.1恒载加活载作用下的各截面的内力.....................222.2.2盖梁内力汇总表...............................................262.2.3盖梁各截面的配筋设计及承载力校核..................26&&&&&&&&第三章桥墩墩柱计算·························33·························3.1恒载计算·····························33·····························3.2活载计算·····························33·····························3.3双柱反力横向分布计算····················34····················3.4荷载组合·····························35·····························&&&&3.4.1最大最小垂直反力计算.....................................353.4.2最大弯矩计算..................................................35IV&&&&&&&&&&&&3.5截面配筋计算及应力验算·····································37&&&&3.5.1作用于墩柱顶的外力........................................373.5.2作用于墩柱底的外力........................................373.5.3截面配筋计算...................................................37&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算···············································394.1设计资料·····························39·····························4.2荷载设计·····························39·····························&&&&4.2.1每一根桩承受的荷载.........................................39&&&&&&&&4.3桩长计算·····························38·····························4.4桩的内力计算··························40··························&&&&4.4.1桩的计算宽度b1的确定.....................................404.4.2桩的变形系数..................................................404.4.3地面以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力&&&&&&&&?zx的计算........................................................40&&&&4.4.4桩身截面配筋与强度验算..................................434.4.5墩顶的位移验算...............................................44&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台刚性扩大基础设计···········49···········5.1设计资料···························································495.2桥台及基础构造拟定尺寸·····································495.3荷载计算·····························50·····························&&&&5.3.1恒载计算.........................................................505.3.2土压力计算......................................................515.3.3支座活载反力计算............................................54&&&&&&&&5.4．荷载组合·························································56&&&&5.4.1荷载组合计算...................................................565.4.2荷载组合汇总表...............................................58&&&&&&&&5.5地基承载力验算·················································58&&&&V&&&&&&&&&&&&5.5.1台前、台后填土对地基产生的附加应力计算.........585.5.2基底压应力计算...............................................59&&&&&&&&5.6．基底偏心距验算···············································60&&&&5.6.1仅受恒载.........................................................605.6.2考虑附加组合...................................................60&&&&&&&&5.7基础稳定性验算·················································61&&&&5.7.1抗倾覆稳定性验算...........................................615.7.2抗滑动稳定性验算...........................................61&&&&&&&&谢辞·········································································62参考文献································633································附录·······································································644&&&&&&&&VI&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&第一章绪论&&&&1.1概述&&&&本次所设计的南水北调大桥是部分预应力钢筋混凝土简支T形梁桥，桥梁主跨标准跨径50米，其跨径组合为(30+50+30)m。按规范要求属于中型桥梁。南水北调大桥是G107新线郑州段改造工程中的一座重要桥梁,上跨南水北调总干渠。大桥的建设缩短了郑州至新郑机场的距离，对于促进G107新线各市的经济发展，各区域的交通发展都有大力的改善，对完善河南省干线公路网建设具有极其重要的意义。南水北调大桥下部结构设计是本桥的重要组成部分，应按一级公路的设计标准来修建，设计荷载：汽车荷载按公路-I级，人群荷载为3.0kN/m2。下部结构的设计包括：盖梁尺寸拟定、内力计算、截面配筋及承载力校核；桥墩内力计算、配筋设计、应力验算；桩基内力计算、桩长计算、配筋及强度验算；桥台恒载、活载、土压力的计算，对计算结果进行地基承载力、基底偏心距、基础稳定性的验算。其中所采用的方法有容许应力法，极限状态设计法，桩基采用m法等。主要的设计依据有《公路桥涵设计通用规范》《公路桥涵地基与、基础设计规范》等。&&&&&&&&1.2国内外桥梁的发展概况&&&&从古至今，从国外到国内，桥梁的外观、设计、技术、桥型、施工方法都在逐渐发展、完善。从木桥、竹索桥到石桥、铁链桥，再到现在的各种桥梁。人们为了生存发展，在面对大自然的千姿百态时不曾动容，创造了一次次奇迹，迎来一次次辉煌。国内、国外在桥梁工程史上的伟大成就我们是有目共睹的。一部桥梁发展的历史，是桥梁跨径不断增大的历史，是桥型不断丰富的历史，是结构不断轻型化的历史。我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。近20年来，我国已建成的&&&&1&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&具有代表意义的连续梁桥有跨径90m的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。3、国内外桥梁的现状和发展趋势：（1）跨径不断增大；（2）桥型不断丰富，施工技术不断提高，施工方法不断改进；（3）结构不断轻型化。近代随着桥梁建筑的发展，对于建桥材料、施工方法、设计理论等方面提出了新的要求。下面着重介绍预应力混凝土桥梁在这方面的简况。对于混凝土材料，主要向轻质、高强方面发展。目前用于工程结构的轻质混凝土容重为16-20kN/m2，立方强度为kN/m2；轻质混凝土的粗骨料过去用陶粒，为了降低成本，现在都趋于采用工业废渣。普通高强度混凝土标号可以达700-1000号。采用聚酯混凝土，标号可超过1000号，特别可提高抗拉强度，目前尚在试验阶段。&&&&&&&&1.3设计资料与方案比选&&&&1.3.1设计标准及上部构造&&&&路线道路等级：一级公路。计算行车速度：100km/h；设计荷载：汽车荷载按公路-I级，人群荷载为3.0kN/m2桥面总宽17m，净14+2×1.5m。主跨标准跨径：50m；计算跨径：49.4m；主跨梁长49.96m边跨标准跨径：30m；计算跨径：29.4m；主跨梁长29.96m上部构造：预应力钢筋混凝土简支T型梁。&&&&&&&&1.3.2水文地质条件&&&&南水北调大桥位于郑州市中牟县，地形属于平原区。大陆性干旱—半干旱气候区与华北平原暖温带气候区的衔接部位，夏热多雨、冬冷干燥，春暖秋凉，四季分明。多年平均气温14.7℃。多年平均降水量800－1000mm，年降水量分配不均，多集中在4-8月份，此地区水力资源较丰富。&&&&2&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&此区位于黄河南部，地质条件较复杂，黏土分布广泛，局部地段厚度较大。力学性质一般，底层为粉砂和硬质黏土，承载力较高，可作为桩基持力层。&&&&&&&&1.3.3材料&&&&(1)混凝土：钻孔灌注桩:桥墩（台）及盖梁:(2)钢筋：C25混凝土C30混凝土HRB335、HPB235&&&&&&&&1.3.4下部结构比选&&&&桥梁的支承结构为桥台与桥墩。桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台(墩)帽、台(墩)身和基础组成。&&&&&&&&1、桥墩的类型&&&&桥墩的作用是支承在它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖直力和水平力。由于桥墩建筑在江河之中，因此它还要承受流水压力，水面以上的风力和可能出现的冰压力，船只等的撞击力。所以桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性，在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响，即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题。在空间上应满足通航和通车要求。具体桥梁建设时采用什么类型的桥墩，应依据地质、地形及水文条件、墩高、桥跨结构要求及荷载性质及大小，通航和水面漂浮物等，桥跨以及施工条件等因素综合考虑。但是在同一座桥梁内，应尽量减少桥墩的类型。（1）实体式桥墩：主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定。它一般适宜荷载较大的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河之中。此类桥墩的最大缺点是圬工体积较大，因而其自重大阻水面积也较大。有时为了减轻墩身体积，通常将墩顶部分做成悬臂式的。（2）空心式桥墩：它克服了实体式桥墩在许多情况下材料强度得不到充分发挥的缺点，而将混凝土或钢筋混凝土桥墩做成空心薄壁结构等形式，这样可以节省圬工材料，还减轻重量。其缺点是经不起漂浮物的撞击。&&&&3&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&（3）桩或柱式桥墩：由于大孔径钻孔灌注桩基础的广泛使用，桩式桥墩在桥梁工程中得到普遍采用。这种结构是将桩基一直向上延伸到桥跨结构下面，桩顶浇筑墩帽，桩作为墩身的一部分，桩和墩帽均由钢筋混凝土制成。这种结构一般用于桥跨不大于50m，墩身不高于10m的情况。如在桩顶上修筑承台，在承台上修筑立柱作墩身，则成为柱式桥墩。柱式桥墩可以是单柱，也可以是双柱或多柱形式，视结构需要而定。综合以上，本次桥梁下部结构设计采用双柱式桥墩。&&&&&&&&2、桥台的类型&&&&桥台是两端桥头的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构造物。它既要承受支座传递来的竖直力和水平力，还要挡土护岸，承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力。因此桥台必须有足够的强度，并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移、转动和沉降，这在超静定结构桥梁中尤为重要。当前，我国公路桥梁的桥台有实体式桥台和埋置式桥台等形式。（1）实体式桥台：U型桥台它是最常用的桥台形式，它由支承桥跨结构的台身与两侧翼墙在平面上构成U字形而得名。一般用圬工材料砌筑，构造简单，可以用混凝土或片、块石砌筑，适合于填土高度在8～10m以下，跨度稍大的桥梁。缺点是桥台体积和自重较大，也增加了对地基的要求。（2）埋置式桥台：它是将台身大部分埋入锥形护坡中，只露出台帽在外以安置支座及上部构造物。这样，桥台所受的土压力大为减少，体积可以大为减少。但是由于台前护坡用作永久性表面防护设施，存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能，故一般用于桥头为浅滩、护坡受冲刷较小的场合。埋置式桥台不一定是实体结构。配合钻孔灌注桩基础，埋置式桥台一般多采用桩柱上的框架式和锚拉式等型式。埋置式桥台对各种土壤都适宜。根据桥宽和地基承载力可以选择采用双柱、三柱或多柱的形式。由上面各种桥墩和桥台的比较，根据地质条件、造价和技术以及本路段填土等要求应选用双柱式桥墩，埋置式桥台，混凝土灌注柱基础。&&&&&&&&1.3.5桥梁下部结构尺寸&&&&桥梁下部结构尺寸如下图所示:&&&&4&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&30220&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&360200&&&&&&&&860200&&&&&&&&360&&&&&&&&220&&&&&&&&220&&&&&&&&图1-1下部结构尺寸图（尺寸单位：cm）&&&&&&&&5&&&&&&&&120100&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第一章绪论&&&&&&&&6&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&2.1荷载计算&&&&2.1.1上部构造恒载&&&&上部构造恒载如表2-1所示&&&&表2-1上部构造恒载&&&&每片边梁自重KN/m每片中梁自重KN/m一孔上部结构总重（KN）每个支座的恒载反力（KN）&&&&&&&&1.7号梁&&&&&&&&2.3.4.5.6号梁6747.58&&&&&&&&1.7号梁&&&&&&&&2.3.4.5.6号梁&&&&&&&&18.93&&&&&&&&19.44&&&&&&&&472.87&&&&&&&&485.61&&&&&&&&2.1.2盖梁自重及内力计算：&&&&60/233055&&&&&&&&60&&&&&&&&220&&&&&&&&图2-1盖梁尺寸图（尺寸单位：cm）&&&&&&&&盖梁自重及内力计算见下表：&&&&&&&&7&&&&&&&&120100&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）表2-2盖梁自重及内力计算&&&&截面编号自重（KN）弯矩（KN/m）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&剪力（KN）Q左Q右&&&&&&&&1-1&&&&&&&&q1?1?0.6?2.2?250.3?2.2?25?37.95&&&&&&&&1?0.62&&&&&&&&M11?0.6?2.2?250.610.89&&&&&&&&0..3?2.2?25?223&&&&&&&&-37.95&&&&&&&&-37.95&&&&&&&&2-2&&&&&&&&11.3?2.21.8?2.2?252?173.25q2?&&&&&&&&11M21?2.4?2.2?25?1.22.4?1.2?2.2?25?23?2.4221.76&&&&1M31?2.4?2.2?25?(1.2?1.2)2.4?1.2?2.2211?25?(?2.4?1.2)?1.2?2.21.2?2.2?&&&&&&&&-211.2&&&&&&&&-211.2&&&&&&&&3-3&&&&&&&&q3?1.2?2.2?2.2?25?145.2&&&&&&&&-356.4&&&&&&&&520.3&&&&&&&&4-4&&&&&&&&q4?2.2?2.2?1?25?121&&&&&&&&M4?876.7?1?(145.2?121?1.1?2.4?1?2.2?25?3.4)?1?12.4?1.2?2.2?25?2.4?2.2?102.5223&&&&&&&&399.3&&&&&&&&399.3&&&&&&&&5-5&&&&&&&&q5?3.3?2.2?2.2?25?399.3&&&&&&&&5.5?2.4?1?2.221?125?6.72.4?1.2?2.2?25?2.4?5.?M5?876.7?4.3?(145.2?121?399.3)?&&&&&&&&0&&&&&&&&0&&&&&&&&8&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&2.1.3活载计算&&&&（1）活载横向分布系数计算荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置时用偏心压力法。①对称布置：a.公路-Ⅰ级车辆荷载：单列车：&&&&P/2P/2180&&&&&&&&1&&&&&&&&2&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&3号梁0.4114号梁0.595号梁0.41110.59&&&&&&&&图2-2&&&&&&&&单列车横向分布影响线&&&&&&&&?1267?0&&&&双列车：&&&&&&&&?35?0.41?&&&&&&&&1?0.2052&&&&&&&&?4?0.59&&&&&&&&P/2P/2P/2P/&&&&&&&&12号梁&&&&&&&&2&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&0.113613号梁0.88644号梁0.510.50.4&&&&&&&&5号梁&&&&&&&&6号梁&&&&&&&&图2-3&&&&&&&&双列车横向分布影响线&&&&&&&&9&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&?17?0&&&&&&&&?4?0.7045&&&&三列车：&&&&&&&&121?35?0.50.59102&&&&&&&&?260.8&&&&&&&&P/2P/2P/2P/2P/2P/0180&&&&&&&&12号梁&&&&&&&&2&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&13号梁&&&&&&&&0.8182&&&&&&&&0.40911&&&&&&&&5号梁0.1818&&&&&&&&6号梁0.181814号梁0.90.81821&&&&&&&&图2-4&&&&&&&&三列车横向分布影响线&&&&&&&&?17?0&&&&12&&&&&&&&?260.1&&&&&&&&12&&&&&&&&?4?0.5909&&&&&&&&?35(0..5&&&&四列车：&&&&P/2P/2P/2P/2P/2P/2P/2P/号梁10.52275号梁0.50..88646号梁0.29553号梁0.510.47737号梁4号梁0.50.&&&&&&&&2号梁0.4773&&&&&&&&图2-5&&&&&&&&四列车横向分布影响线10&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&121?26(0.5?0.721?35(0.4?0.72?4?0.7045&&&&&&&&?170.4&&&&&&&&b、人群荷载（两侧有人群）：&&&&P人&&&&&&&&11号梁11.523&&&&&&&&2&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&2号梁&&&&&&&&0.5231&&&&&&&&图2-6&&&&&&&&人群荷载横向分布影响线&&&&&&&&?17?1.523&&&&②非对称布置时&&&&&&&&?260.523&&&&&&&&?345?0&&&&&&&&a、公路-I级车辆荷载单列车:&&&&P人P/2P/250180&&&&&&&&1&&&&&&&&2&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&图2-7&&&&&&&&单列车横向分布&&&&&&&&11&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&?i?&&&&&&&&ea1?nin?ai2&&&&i?1&&&&&&&&(2.1)&&&&&&&&已知n=7、e=5.6&&&&&&&&?a&&&&i?1&&&&&&&&n&&&&&&&&2i&&&&&&&&?6.62?4.42?2.22?67.76&&&&&&&&15.6?6.6则：?1?0.5.6?2.2?3?0.5.6?2.2?50.5.6?6.6?70.&&&&&&&&15.6?4.40.?40.?4.4?60.&&&&&&&&?2?&&&&&&&&双列车：&&&&P人P/2P/2P/2P/1234567&&&&&&&&图2-8&&&&&&&&双列车横向分布&&&&&&&&e=4.05&&&&&&&&?1?&&&&&&&&14.05?6.60.&&&&&&&&?2?&&&&&&&&14.05?4.40.&&&&&&&&?3?&&&&&&&&14.05?2.20.4.05?4.4?60.12767.76&&&&&&&&114.05?2.2?0.143?5?0.4.05?6.6?70.&&&&&&&&?4?&&&&&&&&三列车：&&&&&&&&P人P/2P/2P/2P/2P/2P/&&&&图2-9&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5&&&&&&&&6&&&&&&&&7&&&&&&&&三列车横向分布12&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&e=2.5&&&&&&&&?1?&&&&&&&&12.5?6.60.2.5?2.2?3?0.2.5?2.2?5?0.2.5?6.6?70.&&&&&&&&?2?&&&&&&&&12.5?4.40.?40.?4.4?60.&&&&&&&&四列车：&&&&&&&&P人P/2P/2P/2P/2P/2P/2P/2P/1234567&&&&&&&&图2-10&&&&&&&&四列车横向分布&&&&&&&&e=0.95&&&&10.95?6.60.0.95?2.2?3?0.0.95?2.2?5?0.0.95?6.6?7?0.05767.76&&&&&&&&?1?&&&&&&&&10.95?4.40.?40.?4.4?60.&&&&&&&&?2?&&&&&&&&b、人群荷载：单侧有人群e=7.75则：?1?&&&&17.75?6.60.7.75?2.2?3?0.7.75?2.2?50..75?6.6?70.7.75?4.40.?40.?4.4?60.36767.76&&&&&&&&?2?&&&&&&&&13&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&（2）按顺桥向活载移动情况,求得支座活载反力的最大值。、①公路-I级汽车荷载：a、单孔布载：&&&&&&&&P?360kN/m2，qk?10.5kN/m2k&&&&Pkqk&&&&&&&&B&&&&&&&&1&&&&&&&&B1&&&&&&&&2&&&&&&&&图2-11&&&&&&&&公路-I级汽车荷载顺桥向（单孔）&&&&&&&&单列车:B1?0&&&&&&&&1B2?360?1?10.5?(?1?29.4)?514.35KN2B=0+514.35=514.35KN&&&&&&&&双列车：2B?1028.7KN三列车：3B?1543.05KN四列车：4B?2057.4KNb、双孔布载：&&&&Pkqk&&&&&&&&BB0.980.9881&&&&12&&&&&&&&图2-12&&&&&&&&公路-I级汽车荷载顺桥向（双孔）&&&&&&&&单列车：&&&&11B2?360?1?10.51?29.4?514.35KNB11?49.4?10.5?259.35KN22B?B1?B2?259.35?514.35?773.7KN&&&&14&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&双列车：2B?1547.4KN三列车：3B?2321.1KN四列车：4B?3094.8KN②人群荷载&&&&2单孔布载（一侧）q?3.0kN/m：&&&&&&&&qk&&&&&&&&B&&&&&&&&1&&&&&&&&B1&&&&&&&&2&&&&&&&&图2-13&&&&&&&&人群荷载顺桥向（单孔）&&&&&&&&B1?019.43KN.?44.?44.11KNB2?&&&&&&&&双孔布载(一侧)：&&&&qk&&&&&&&&B&&&&图2-14&&&&&&&&1&&&&&&&&B&&&&&&&&2&&&&&&&&1人群荷载顺桥向（双孔）&&&&&&&&B1?1&&&&&&&&9.43KN.?19.43KN..?44.1K1N8.21?1&&&&&&&&(3)活载横向分布后各梁的支点反力：&&&&Rii?B&&&&&&&&（2.2）&&&&&&&&15&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&表2-3活载横向分布后各梁的支点反力（对称布置）&&&&梁号BRBRBRBRBRBRBRBRBRBR808.86..49.631.7..8.80.02-61..118...24.090.11.71.49.80.004....1.7.8.-61..&&&&&&&&单孔人群双孔&&&&&&&&单孔单列车双孔&&&&&&&&单孔双列车双孔&&&&&&&&单孔三列车双孔&&&&&&&&单孔四列车双孔&&&&&&&&16&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁计算&&&&&&&&表2-4活载横向分布后各梁的支点反力（非对称荷载）&&&&梁号BRBRBRBRBRBRBRBRBRBR730.............39.628.4.10.514............91-44.10-234..32-155..69-388.412.34-123.44-258.2-30.17-170.99-311.03-20.06-113.67-206.77-13.00-42.55-72.34-4.85-15.88-26.99567&&&&&&&&单孔人群双孔&&&&&&&&单孔单列车双孔&&&&&&&&单孔双列车双孔&&&&&&&&单孔三列车双孔&&&&&&&&单孔四列车双孔&&&&&&&&17&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&（4）各梁永久荷载和可变荷载的反力组合：冲击系数1+?=1.238，影响线长度按双孔计，即49.4+29.4=78.8m&&&&Sq?(1)?mcq?(Pkyk?qk?)&&&&&&&&（2.3）（2.4）&&&&&&&&S人?mcq人?&&&&表2-5各梁永久荷载和可变荷载的反力组合&&&&编号荷载情况恒载单车对称单车非对称双车对称双车非对称三车对称三车非对称四车对称1号梁945.344.67.752号梁971.6...663号梁971....号梁971.452...115号梁971..10..066号梁971.220-141.736.45-77..93415.66&&&&&&&&7号梁945.740-257.750-161.080-64.82161.75&&&&&&&&18&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计续表2-5&&&&&&&&编号&&&&&&&&荷载情况四车非对称人群对称人群非对称1+2+101+2+111+3+101+3+111+4+101+4+111+5+101+5+111+6+10&&&&&&&&1号梁151..051.493.231..51125.76&&&&&&&&2号梁131.56-61...72.169.170.94&&&&&&&&3号梁111..179..157.481.73&&&&&&&&4号梁91..340.423.062.350.17&&&&&&&&5号梁71.880-214..337..&&&&&&&&6号梁51.98-61.82-42.....&&&&&&&&7号梁32..73..73..&&&&&&&&19&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计续表2-5&&&&&&&&编号27&&&&&&&&荷载情况1+6+111+7+101+7+111+8+101+8+111+9+101+9+11&&&&&&&&1号梁.293.277.&&&&&&&&2号梁.271.040.&&&&&&&&3号梁.445.082.&&&&&&&&4号梁.423.062.&&&&&&&&5号梁..043.11030.1&&&&&&&&6号梁..61.38980.65&&&&&&&&7号梁873.08.041.05.49&&&&&&&&2.1.4双柱反力Gi的计算&&&&1(R1?10.9?R2?8.7?R3?6.5?R4?4.3?R5?2.1?R6?0.1?R7?2.3)8.61G2?(R7?10.9?R6?8.7?R5?6.5?R4?4.3?R3?2.1?R2?0.1?R1?2.3)8.6Gi?&&&&&&&&(2.5)&&&&&&&&双柱受力见下图：&&&&&&&&20&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&R&&&&&&&&R234&&&&&&&&R3&&&&&&&&R45&&&&&&&&R5&&&&&&&&R6&&&&&&&&R7&&&&&&&&3&&&&&&&&4&&&&&&&&5860360&&&&&&&&G1&&&&&&&&G2&&&&&&&&图2-15双柱受力图表2-6双柱反力G1、G2计算表&&&&编号荷载组合反力G1（KN）编号荷载组合反力G1（KN）&&&&&&&&12&&&&&&&&1+2+10&&&&&&&&3235.71&&&&&&&&20&&&&&&&&1+6+10&&&&&&&&4453.52&&&&&&&&13&&&&&&&&1+2+11&&&&&&&&4026.21&&&&&&&&21&&&&&&&&1+6+11&&&&&&&&5547.72&&&&&&&&14&&&&&&&&1+3+10&&&&&&&&4695.52&&&&&&&&22&&&&&&&&1+7+10&&&&&&&&4152.29&&&&&&&&15&&&&&&&&1+3+11&&&&&&&&4940.60&&&&&&&&23&&&&&&&&1+7+11&&&&&&&&4340.49&&&&&&&&16&&&&&&&&1+4+10&&&&&&&&&&&&&&&&24&&&&&&&&1+8+10&&&&&&&&4721.52&&&&&&&&17&&&&&&&&1+4+11&&&&&&&&4515.91&&&&&&&&25&&&&&&&&1+8+11&&&&&&&&4875.36&&&&&&&&18&&&&&&&&1+5+10&&&&&&&&4488.65&&&&&&&&26&&&&&&&&1+9+10&&&&&&&&3955.68&&&&&&&&19&&&&&&&&1+5+11&&&&&&&&4578.54&&&&&&&&27&&&&&&&&1+9+11&&&&&&&&4110.41&&&&&&&&21&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计续表2-6&&&&&&&&编号1819&&&&&&&&荷载组合1+2+101+2+111+3+101+3+111+4+101+4+111+5+101+5+11&&&&&&&&反力G2（KN）.844.813.939.63&&&&&&&&编号2627&&&&&&&&荷载组合1+6+101+6+111+7+101+7+111+8+101+8+111+9+101+9+11&&&&&&&&反力G2（KN）.166.449.398.76&&&&&&&&由上表可知，偏载左边的立柱反力最大(G1G2)，并由荷载组合25时控制设计，此时G1=4875.36kN，G2=4449.97kN&&&&&&&&2.2内力计算&&&&2.2.1恒载加活载作用下的各截面的内力&&&&（1）弯矩计算：为求得最大弯矩值，支点负弯矩取非对称布置时的数值，跨中弯矩取用对称布置时数值。各截面弯矩计算式如下：M1-1=0M2-2=－R1×0.9M3-3=－R1×2.3－R2?0.1M4-4=G1×1－R1×3.3－R2?1.1M5-5=G1×4.3－R1×6.6－R2×4.5-R3×2.2各截面弯矩计算结果见下表：&&&&22&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）表2-7各截面弯矩计算&&&&荷载组合情况墩柱反力梁的反力各截面弯距（KN·M）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&G1（KN）&&&&.940..453.152.721.955.&&&&&&&&R1&&&&.493.231...300.219.203.33&&&&&&&&R2&&&&909..72.169.170.105.271.040.&&&&&&&&R3&&&&.26.397.203.528..491.130.57&&&&&&&&截面2-2-.69-3.71-8.71-6.85-9.83-0.22-7.67-2.98&&&&&&&&截面3-3-4.08-1.19-1.77-2.76-5.62-4.88-6.07-5.57&&&&&&&&截面4-4-.33-6.25-614.388-741.79-8.85-549.52-7.95-.23-699.58-7.63&&&&&&&&截面5-5-310.699.132.786.191.359.865.493.&&&&&&&&23&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&(2)相应最大弯矩值时的剪力计算：截面1—1:截面2—2:截面3—3:截面4—4:截面5—5:&&&&Q左=0Q左=Q右=－R1Q左=－R1－R2Q左=G1－R1－R2Q左=G1－R1－R2-R3&&&&梁的反力截面1-1截面2-2&&&&&&&&Q右=－R1Q右=G1－R1－R2Q右=G1－R1－R2Q右=G1－R1－R2－R3?R4&&&&表2-8各截面剪力计算&&&&各截面剪力Q（kN）截面3-3截面4-4截面5-5&&&&&&&&荷载组合18&&&&&&&&R1&&&&.493.231.91470.38&&&&&&&&R2&&&&909..72.169.95&&&&&&&&R3&&&&.26.397.&&&&&&&&R4&&&&Q左&&&&.357.440.`000000&&&&&&&&Q右&&&&-1.88-3.01-1.9-1470.38&&&&&&&&Q左&&&&-1.88-3.01-1.9-1470.38&&&&&&&&Q右&&&&-1.88-3.01-1.9-1470.38&&&&&&&&Q左&&&&-9.46-5.66-5.93-2640.33&&&&&&&&Q右&&&&.074.199.&&&&&&&&Q左&&&&.074.199.&&&&&&&&Q右&&&&.074.199.&&&&&&&&Q左&&&&-27....26&&&&&&&&Q右&&&&-.38-626.06-508..43-371.73&&&&&&&&24&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计续表2-8&&&&&&&&荷载组合&&&&&&&&梁的反力截面1-1截面2-2&&&&&&&&各截面剪力Q（kN）截面3-3截面4-4截面5-5&&&&&&&&R1&&&&.374.293.277.&&&&&&&&R2&&&&.105.271.040.&&&&&&&&R3&&&&.14.445.082.&&&&&&&&R4&&&&.062.423.062.&&&&&&&&Q左&&&&0&&&&&&&&Q右&&&&-5.76-4.12-3.51-7.21-1203.33&&&&&&&&Q左&&&&-5.76-4.12-3.51-7.21-1203.33&&&&&&&&Q右&&&&-5.76-4.12-3.51-7.21-1203.33&&&&&&&&Q左&&&&-6.7-9.25-4.57-8.17-2382.47&&&&&&&&Q右&&&&.673.156.637.&&&&&&&&Q左&&&&.673.156.637.&&&&&&&&Q右&&&&.673.156.637.&&&&&&&&Q左&&&&670.16&&&&&&&&Q右&&&&-409.73-675.08-519.29-504.92-444.61-711.66-685.71-508.36-482.52&&&&&&&&19&&&&&&&&20&&&&&&&&0&&&&&&&&675.09&&&&&&&&21&&&&&&&&0&&&&&&&&847.78&&&&&&&&22&&&&&&&&0&&&&&&&&558.07&&&&&&&&23&&&&&&&&0&&&&&&&&635.28&&&&&&&&24&&&&&&&&0&&&&&&&&711.67&&&&&&&&25&&&&&&&&0&&&&&&&&754.52&&&&&&&&26&&&&&&&&0&&&&&&&&554.63&&&&&&&&27&&&&&&&&0&&&&&&&&597.37&&&&&&&&25&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&2.2.2盖梁内力汇总表&&&&2-9盖梁内力汇总表&&&&各截面力内力自重弯矩（KN.M）荷载小计自重剪力（KN）左右左右左右1—1-10.890-10.89-37.95-37.950-.95--221.76-1.96-211.2-211.2-6.89-8.093—3-562.32-9.61-356.1.-.484—4-102.52-5...775.485—.7.-1367.99&&&&&&&&荷载&&&&&&&&小计&&&&&&&&2.2.3盖梁各截面的配筋设计及承载力校核&&&&采用C30混凝土，HRB335钢筋，保护层厚度为30mm，选用?32钢筋1、跨中截面：跨中高h=2200mm、宽2200mm，则有效高度为：dh0?h?c?232??2154mm内力组合：&&&&&&&&M=1.2M自重+1.4M荷载&&&&=1.2×556.32+1.4×3493.18&&&&&&&&=5558.04kN?mx由公式?oM?fcdbx(h0?)得2x.8?103?2.2x(2.154?)2解得：x=0.087mbh0?0.55?2.154?1.18m&&&&26&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&所需要的钢筋面积：fsdAs?fcdbxfbx13.8?2.2?0.087As?cd?fsd280&&&&?0.?94.33cm2&&&&&&&&选用?32钢筋n?际As?120.645cm2&&&&&&&&As94.331.7根，实际选用15根?32钢筋，实13As18.043&&&&&&&&配筋率：120.645?100%?0.25%220?215.4f1.39?100%?0.22%?min?0.45t?0.45?fs280满足要求。实际承载力：Mu?fsdAs(h0?x)2&&&&?280?0.?(2.145?0.087)2&&&&&&&&=7132.77kN?mM=5558.04kN?m验算符合要求。布置一层钢筋，钢筋中心距下缘4.6cm&&&&&&&&M=1.2M自重+1.4M荷载&&&&则：M4?4=1.2×（-102.52）+1.4×（-1833.13）=-2689.41kN?m&&&&M3?3=1.2×（-562.32）+1.4×（-3727.29）&&&&&&&&=-5892.99kN?m&&&&M2?2=1.2×（-221.76）+1.4×（-1410.20）&&&&&&&&=-2240.39kN?m&&&&M1?1=1.2×（-10.89）+1.4×0&&&&&&&&=-13.07kN?m&&&&&&&&27&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&x?oM?fcdbx(h0?)2x截面4-4：.8?103?2.2x(2.154?)2&&&&&&&&解得:x=0.042mbh0?0.55?2.154?1.18m所需要的钢筋面积：fsdAs?fcdbx&&&&As?fcdbx13.82.?20.042fsd280&&&&&&&&?0.?45.54cm2&&&&&&&&选用?32钢筋n?&&&&As?112.602cm2&&&&&&&&As45.545.66，实际选用14根?32钢筋，实际根As18.043&&&&&&&&配筋率：&&&&&&&&&&&&&&&&112.602?100%?0.238%220?215.4&&&&ft1.39?0.4%fs280&&&&&&&&?min?0.45&&&&&&&&满足要求。实际承载力：&&&&Mu?fsdAs(h0?x)2?280?0.?(2.145?0.042)2&&&&&&&&=6725.04kN?mM=2689.41kN?m验算符合要求。截面3-3：&&&&x.8?103?2.2x(2.154?)2&&&&&&&&解得：&&&&28&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&x=0.092mbh0?0.55?2.154?1.18m&&&&所需要的钢筋面积：fsdAs?fcdbx&&&&As?fcdbx13.8?2.2?0.m2?99.36cm2fsd280As96.361.9根，实际选用15根?32钢筋，实18As18.043&&&&&&&&选用?3&&&&2钢筋n?际As?120.645cm2&&&&&&&&配筋率：120.645?100%?0.255%220?215.4f1.39?100%?0.22%?min?0.45t?0.45?fs280满足要求。实际承载力：Mu?fsdAs(h0?x)?280?0.?(2.145?2=7121.48kN?mM=5892.99kN?m验算符合要求。&&&&x截面2-2：.8?103?2.2x(2.154?)2解得:x=0.035mbh0?0.55?2.154?1.18m0.092)2&&&&&&&&所需要的钢筋面积：fsdAs?fcdbx&&&&As?fcdbx13.8?2.2?0.035?fsd280&&&&&&&&?0..95cm2&&&&&&&&选用?32钢筋n?&&&&As?112.602cm2&&&&&&&&As37.954.72，实际选用14根?32钢筋，实际根As18.043&&&&&&&&配筋率：112.602?100%?0.238%220?215.4&&&&29&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&?min?0.45&&&&&&&&ft1.39?0.4%fs280&&&&&&&&满足要求。实际承载力：Mu?fsdAs(h0?x)?280?0.?(2.145?2=6736.08kN?mM=2240.39kN?m验算符合要求。截面1-1：&&&&h0?h?c?d2322&&&&0.035)2&&&&&&&&?mm&&&&&&&&x13.07=13.8?103?2.2x(1.254?)2&&&&&&&&解得：x=0.0004mbh0?0.55?2.154?1.18m所需要的钢筋面积：fsdAs?fcdbx&&&&As?fcdbx13.8?2.2?0.0004?fsd280&&&&&&&&?0.4337cm2&&&&&&&&实际选用14根?32钢筋，实际As?112.602cm2配筋率：&&&&&&&&&&&&&&&&112.602?100%?0.41%220?125.4&&&&ft1.39?0.4%fs280&&&&&&&&?min?0.45&&&&&&&&满足要求。斜截面抗剪承载力验算(支点3-3截面)：按规范先验算截面尺寸是否符合要求：&&&&&&&&?0Vd?0.51?10?3?bh0fcu.k?0.51?10?3?30?237.29kN&&&&30&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&本截面?0Vd=1.0×7.94kN27.94kN所以构件截面尺寸满足构造要求当截面符合?0Vd?0.50?10?32bh0ftd时，不进行斜截面抗剪承载力计可算，按构造要求配筋。1-1截面：&&&&0.50?10?32bh0ftd?0.50?10?3?1.0?.39&&&&&&&&=-2~5-5截面：&&&&0.50?10?32bh0ftd?0.50?10?3?1.0?.39&&&&&&&&=kN所以按构造要求配置箍筋。&&&&&&&&31&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第二章盖梁设计&&&&&&&&32&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第三章桥墩计算&&&&&&&&第三章桥墩墩柱计算&&&&3.1恒载计算：&&&&恒载计算：由前面的计算结果得：(1)上部构造恒重，一孔重：6747.58kN(2)盖梁自重（半根盖梁）876.7kN：(3)墩柱自重：3.14?12?4?25?314kN作用在墩柱底面的恒载垂直为：N=&&&&1?.7+3142&&&&&&&&=4564.49kN&&&&&&&&3.2活载计算：&&&&（1）公路-I级a)单孔荷载：单列车时，B1?0,B2?514.35kN,=102.87kN165kN按《桥规》取制动力为：165kN双列车时：2B=1028.7kN,制动力：T=514.35×2×10%×2=205.74kN三列车时：3B=1543.05kN,制动力：T=514.35×2×10%×2.34=240.72kN四列车时：4B=2057.4kN,制动力：T=514.35×2×10%×2.68=275.69kNb）双孔荷载：&&&&33&&&&&&&&B1?B2?514.35kN&&&&&&&&相应的制动力：T=514.35×2×10%&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第三章桥墩计算&&&&&&&&单列车：B1?259.35KN,B2?514.35KN,B?773.7KN相应的制动力：T=773.7?2?10%?154.74KN?165KN取制动力为165kN双列车：2B=1547.4kN，制动力T=773.7?2?10%?2?309.48KN三列车：3B=2321.1kN，制动力T=773.7?2?10%?2.34?362.09KN四列车：4B=3094.8kN，制动力T=773.7?2?10%?2.68?414.70KN（2）人群荷载（单侧）单孔行人：B1?0&&&&B2=44.1kN，B=44.1kN&&&&&&&&双孔行人：B1?74.1KN,B2?44.1KN,B?118.2KN汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值，即产生最大的墩柱垂直力；汽车荷载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩柱底弯矩。&&&&&&&&3.3双柱反力横向分布计算&&&&（1）人群荷载单侧：?1?&&&&775?430?1.401860&&&&&&&&?2?1?1.&&&&&&&&双侧：?12?0.500（2）汽车荷载：单列车：?1?双列车：?1?三列车：?1?四列车：?1?&&&&560?430?1.0?0.?0.?0.61860&&&&34&&&&&&&&?2?1?1.&&&&&&&&?2?1?0.97?0.03&&&&?2?1?0.791?0.209&&&&&&&&?2?1?0.61?0.39&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第三章桥墩计算&&&&&&&&荷载布置见下图：&&&&P人群荷载P单列车双列车P&&&&人&&&&&&&&0430&&&&&&&&三列车&&&&&&&&四列车P95430&&&&&&&&图3-1荷载布置图&&&&&&&&3.4荷载组合&&&&3.4.1最大最小垂直反力计算（双孔）&&&&①汽车荷载：N1?B1?1?773.7?1.238?1.151?1102.47KN单列车：?N1?773.7?1.238?(?0.151)144.63KN双列车：&&&&N2?B1?2?.238?0.97?1858.21KN?N2?.238?0.03?57.47KNN3?B1?3?.238?0.79?0.78?2272.96KN?N3?.238?0.209?0.78?468.44KNN1?B1?4?.238?0.61?0.67?1565.88KN?N1?.238?0.39?0.67?1001.13KN&&&&&&&&三列车：&&&&&&&&四列车：&&&&&&&&②人群荷载：N1?B1?118.2?1.401?165.60KN单侧行人：?N1?118.2?(?0.401)47.40KN双侧行人：&&&&N2?B2?118.2?0.5?59.1KN?N2?59.1KN&&&&&&&&3.4.2最大弯矩计算&&&&弯矩计算入下表：&&&&35&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）表3－1可变荷载组合垂直反力计算(双孔)&&&&编号最大的垂直反力（KN）荷载情况横向分布?i1.0.611.&&&&&&&&第三章桥墩计算单位：KN&&&&最小直反力（KN）N.565.88横向分布?i-0.0.39-0.&&&&N?&&&&&&&&1&&&&1.81.238&&&&&&&&123456&&&&&&&&单列车双列车三列车四列车单侧行人双侧行人&&&&&&&&-144..-47.4059.1&&&&&&&&汽车荷载&&&&&&&&人群荷载&&&&&&&&N=165.60N=59.1&&&&&&&&表3－2可变荷载组合最大值弯矩计算（单孔）单位KM·m&&&&编荷载号情况上部构造与盖梁重双列车汽三车列荷车载四列车人群单孔双侧墩柱顶反力计算式Bi垂直力（KN）水平力H（KN）对柱顶中心的弯矩(&&&&&&&&?（1+?）&&&&&&&&B1&&&&—&&&&&&&&B2&&&&—&&&&&&&&B1?B2&&&&.040.9844.1&&&&&&&&B1?B2)?0.3&&&&0&&&&&&&&H×1.14&&&&&&&&1&&&&&&&&—&&&&&&&&0&&&&&&&&0&&&&&&&&514.35?2?0.97?1.238&&&&&&&&.4.1&&&&&&&&0&&&&&&&&205.74/2=102.=120.=137.85—&&&&&&&&370.60&&&&&&&&231.46&&&&&&&&2&&&&&&&&514.35?3?0.791?1.238?0.78&&&&&&&&0&&&&&&&&353.58&&&&&&&&270.81&&&&&&&&514.35?4?0.61?1.238?0.67&&&&&&&&0&&&&&&&&312.29&&&&&&&&310.16&&&&&&&&3&&&&&&&&44.1?2?0.5&&&&&&&&0&&&&&&&&13.23&&&&&&&&—&&&&&&&&注：1、垂直力B的作用点距柱顶中心的距离为0.3m，水平力H到柱顶中心的距离为：盖梁高度2.2m+支座厚度0.52m=2.25m；2、三车道时考虑横向折减系数0.78，四车道时考虑横向折减系数0.67；3、水平力H由两柱平均分配。&&&&&&&&36&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第三章桥墩计算&&&&&&&&3.5截面配筋计算及应力验算&&&&3.5.1作用于墩柱顶的外力&&&&(1)垂直力：最大垂直力：Nmax?2.96?165.6?6689.05KN最小垂直力（需考虑与最大弯矩相适应）得:&&&&Nnin?.1?9.91KN&&&&&&&&(2)水平力：H=275.69/2=137.85kN(3)弯矩：&&&&Mma=353.58+270.81+13.23=637.62kN?Mx&&&&&&&&3.5.2作用于墩柱底的外力&&&&NNmax??7003.05KN??5843.91KNninM?312.29?310.16?13.23?137.85?4?1187.08KNmax&&&&&&&&3.5.3截面配筋计算&&&&墩柱顶用C30混凝土，采用40Φ18HPB235钢筋，As=101.8cm2则纵向钢筋配筋率&&&&&&&&&&&&&&&&As?101.8?0.32%?r21002&&&&&&&&l0&&&&&&&&d&&&&&&&&?2?4?4?72&&&&&&&&所以1.0&&&&&&&&(1)双孔荷载最大垂直力时，墩柱顶按轴心受压构件验算，&&&&&&&&?N&&&&&&&&Af?f?A?),其中?为稳定系数sds6?195?71.26?102）40249.41KNN?.9?1?13.8?3.14?10（?0d0d?0.9?(fcd&&&&&&&&符合要求。(2)单孔荷载最大弯矩时，墩柱顶按小偏心受压构件验算&&&&37&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第三章桥墩计算&&&&&&&&Nd?5529.91KN,Md?637.62KN?m,e0?&&&&&&&&Md?0.115m,?e0?0.115mNd&&&&&&&&偏心受压构件承载力计算符合下式:&&&&0Nd?Ar2fcd?C?r2fsd0Nde0?Br3fcd?Dg?r3fsd&&&&&&&&｝?e&&&&&&&&0&&&&&&&&?&&&&&&&&?Bfcd?D?gfsd?r?Afcd?C?fsd&&&&&&&&(3.1)&&&&&&&&其中g=0.88&&&&&&&&fcd=13.8&&&&&&&&?fsd=195&&&&&&&&代入数据以后得&&&&&&&&e0?&&&&&&&&13.8B?0.5A?0.624C&&&&&&&&经查表得系数A、B、C、D为：假设1.04,A?2.6C?2.7,,,代入后得e0?则&&&&13.8?0.12?0..113m13.8?2.?2.4049&&&&&&&&?Ar2fcd?C?r2fsd?2.?13.8?0.?2.85.90KN0Nd?5529.91KN&&&&&&&&?Dg?r3f0.?13.8?0.2?0.88?cdsd?4477.59KN?mNe?635.94KN?m0d0&&&&&&&&Br3f&&&&&&&&由以上可知：墩柱承载力满足要求。&&&&&&&&38&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&4.1设计资料&&&&钻孔灌注桩直径为2.2m、用C25混凝土，用?22HPB235钢筋，桩身混凝土的弹性模量为Ec?2.8?104Mpa&&&&&&&&4.2荷载设计&&&&桩身受力&&&&HNM&&&&&&&&图4－1钻孔灌注桩桩身受力图&&&&&&&&4.2.1每一根桩承受的荷载&&&&1.一孔恒载反力：2.盖梁恒重反力：3.一根墩柱恒重：&&&&N1?1?3.79KN2&&&&&&&&N2?876.7KN&&&&N3?314KNN恒?N1?N2?N3?N4&&&&&&&&作用于桩顶的恒载反力：&&&&&&&&?.7?314?4564.49KN&&&&&&&&4.灌注桩每延米自重：5.可变荷载反力：&&&&&&&&q?&&&&&&&&?&&&&4&&&&&&&&?2.22?25?94..985KN/m&&&&&&&&（1）双孔可变荷载反力：&&&&N4?1858.21KN(双列车)&&&&?N4?165.6KN(人群荷载,单侧)&&&&&&&&（2）单孔可变荷载反力：&&&&N5?1235.32KN(双列车)&&&&?N5?44.1KN(人群荷载,双侧)&&&&37&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&（3）制动力：&&&&T?414.7?207.35KN2&&&&&&&&作用在支座中心距桩顶距离为：&&&&?0..23m2?&&&&&&&&6.作用于桩顶的外力：&&&&H?207.35kN;M?.3?207.35?6.23?44.1?0.3?1675.62kN?mNmax?8.21?165.6?6588.3kN(双孔)Nmin5.32?44.1?5843.91kN（单孔）&&&&&&&&7.作用于地面处桩顶的外力：&&&&H?207.35kN;M.35?0.8?1841.5kN?mNmax.985?kNNmin.985?kN&&&&&&&&4.3桩长计算&&&&假定土层是单一的，由确定单桩容许承载力的经验公式初步计算桩长，设桩最大冲刷线以下的桩长为h:则有?P1u?li?im0A?0?k2?2h3?32&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&&&&&&&&&(4.1)&&&&&&&&式中：u－桩周长，用旋转式钻机成孔直径增大40mm，则u＝π?2.24=7.03m；&&&&38&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&li—桩在最大冲刷线以下的长度，m；&&&&&&&&?&&&&&&&&i&&&&&&&&－与li相对应的各土层与桩侧的极限摩阻力,kPa,查表取90kPa；&&&&&&&&?－考虑桩入土深度影响的修正系数，查表取0.75；&&&&m0－考虑桩底沉淀淤泥影响的清孔系数，查表取为0.9；&&&&&&&&?—桩底截面积?R2=1.12?3.80m2；&&&&0?－桩底土层的容许承载力，取0?＝400MPa&&&&&&&&k2—地基土容许承载力随深度的修正系数，查表取k2＝3.0&&&&?2－桩底以上土的容重，多层土时按换算容重计算,kN/m3&&&&取?2＝11.8kN/m3(已扣除浮力)；&&&&h3－桩底的埋置深度（m）&&&&&&&&代入有：[P]＝=&&&&1uilim0A{[?0]?k2?2(h3?3)}2&&&&&&&&1?7.03?h?90?0.75?0.9?3.?11.8h?4.68?32&&&&&&&&=316.35h?2.565?(459.47?35.4h)=.15h桩底最大垂直力为：&&&&1Nmax?.68?94.?h?.49h2&&&&&&&&?.15h=.49h&&&&解得h=16.54m，取h=17m地面以下桩长为4.68+17=21.68m所以[P]=.15?17=8100.09kNNmax?.49?17?7935.15KN由此可见，桩的轴向承载力满足要求。1注：上式中?94.985?h：规定以最大冲刷线以下桩重的一半值作为2外荷载计算。&&&&39&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&4.4桩的内力计算（m法）&&&&4.4.1桩的计算宽度b1的确定&&&&b1?Kf(d?1)?0.9?(2.2?1)?2.88m&&&&&&&&4.4.2桩的变形系数?&&&&桩的变形系数?的计算：&&&&mb1EI&&&&&&&&5&&&&&&&&（4.2）&&&&&&&&其中：I=0.?0..24?1.15m4&&&&EI?0.67EhI&&&&&&&&Eh?2.6?107KN/m2&&&&&&&&查表取m=15000kN/m4则5&&&&?0.29m?10.67?2.6?107?1.15&&&&&&&&桩的换算深度hh?0.29?17?4.93?2.5&&&&&&&&按弹性桩计算。&&&&&&&&4.4.3地面以下深度z处桩身截面上的弯矩Mz与水平压应力?zx的计算&&&&作用于地面处桩顶的外力：&&&&N0?6683.28kNH0?207.35kNM?1841.5kN&&&&&&&&(1)&&&&&&&&桩身弯矩Mz计算：&&&&Mz=&&&&H0&&&&&&&&?&&&&&&&&?Am?M0?Bm&&&&&&&&（4.3）&&&&&&&&其中Am、Bm可由表格查得，计算结果如下表，&&&&表4-1桩身弯矩Mz计算表&&&&&&&&z&&&&00.250.75&&&&&&&&zz&&&&00.10.3&&&&&&&&hh&&&&4.04.04.0&&&&&&&&Am&&&&00.10&&&&&&&&Bm&&&&1.740.99382&&&&&&&&H0&&&&&&&&?&&&&&&&&?Am&&&&0&&&&&&&&M0?Bm&&&&.&&&&&&&&Mz(kN?m)&&&&.&&&&&&&&51.63150.38&&&&&&&&40&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算续表4-1&&&&&&&&z&&&&1.251.522.53.253.754.0&&&&&&&&zz&&&&0.50.60.81.01.31.51.82.02.43.03.54.0&&&&&&&&hh&&&&4.04.04.04.04.04.04.04.04.04.04.04.0&&&&&&&&Am&&&&0.380.050.660.130.050.05&&&&&&&&Bm&&&&0.610.890.810.580.950.09&&&&&&&&H0&&&&&&&&?&&&&&&&&?Am&&&&&&&&M0?Bm&&&&.566.180...&&&&&&&&Mz(kN?m)&&&&..571.067..&&&&&&&&237......340.026&&&&&&&&桩身水平力：&&&&zBxb1b1其中Am、Bm可由表格查得，z为换算深度&&&&&&&&?zx=&&&&&&&&?H0&&&&&&&&zAx?&&&&&&&&?2M0&&&&&&&&（4.4）&&&&&&&&?H0&&&&b1&&&&&&&&0.4?207.&&&&&&&&?2M0&&&&b1&&&&&&&&0.42?2.88&&&&2aM0b1&&&&&&&&表4-2水平压力计算表&&&&&&&&z&&&&00.251.01.725&&&&&&&&zz&&&&00.10.40.71.0&&&&&&&&Ax&&&&&&&&Bx&&&&&&&&aH0ZAXb1&&&&&&&&ZBX&&&&&&&&?ZX(KPa)&&&&&&&&2.731.240.97041&&&&&&&&1.941.850.36119&&&&&&&&06.27.95&&&&&&&&014.36.95&&&&&&&&021.64.90&&&&&&&&41&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算续表4-2&&&&&&&&z&&&&3..7510&&&&&&&&zz&&&&1.52.02.63.03.54.0&&&&&&&&Ax&&&&&&&&Bx&&&&&&&&aH0ZAXb1&&&&&&&&2aM0b1&&&&&&&&ZBX&&&&&&&&?ZX(KPa)&&&&&&&&0.96-0.41-0.88&&&&&&&&0.72-0.71-0.87&&&&&&&&20.148.46-2.98-7.55-10.58-12.43&&&&&&&&9.65-15.49-29.62-29.07-20.40-6.09&&&&&&&&29.79-7.03-32.60-36.57-30.98-18.52&&&&&&&&桩身弯矩分布示意图如下：&&&&z(m)2200M(KNm)&&&&&&&&图4-2桩身弯矩分布示意图&&&&&&&&桩身水平压应力分布示意图如下：&&&&&&&&42&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&-40-30-20-10z(m)&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&7080&&&&&&&&?(KN/m)?&&&&&&&&图4-3桩身水平压应力分布示意图&&&&&&&&4.4.4桩身截面配筋与强度验算&&&&验算最大弯矩（z＝1.5m）处的截面强度，该处内力值为：&&&&&&&&M＝2039.70kN?m&&&&&&&&N=.985×1.5=6825.76kN&&&&&&&&桩内竖向钢筋按含筋率0.2%配置，则&&&&As?&&&&&&&&?&&&&4&&&&&&&&?2.22?0.2%?0.?75.988cm2&&&&As76.020.2%2?r1102&&&&&&&&选用20?22钢筋，As?76.02cm2,&&&&&&&&4.0桩的计算长度lp?0.7l0?h?4?4.0=0.70.8=10.22m0.29l0:桩露出地面的长度.30m,?1?0.2?2.70.931.1?0.011&&&&&&&&43&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&?2?1.15?0.01&&&&&&&&lp&&&&&&&&2r10.22?1.15?0.01?1.103?1,取?2?12?1.1&&&&&&&&偏心距增大系数为:&&&&&&&&1?&&&&&&&&11400e0&&&&&&&&?r?rs?&&&&&&&&?lp1?2?1.05?2r?&&&&&&&&2&&&&&&&&则?e0?1.05?0.3?0.315m设g?0.88,0.21%,fcd?11.5MPa,fsd195MPa&&&&e0?B?fcd?D?gfsd?r?Afcd?C?fsd&&&&&&&&11.5B?0.002?0.88?195D?1.111.5A?0.002?195C&&&&&&&&设0.8查表得A=2.1234&&&&e0?&&&&&&&&B=0.58998&&&&&&&&C=1.6381&&&&&&&&D=1.1212&&&&&&&&11.5?0.?0.88?195?1.代入有11.5?2.?195?1.6?0.315m&&&&&&&&Ar2fcd?C?r2fsd2.?11.5?1.?320.13kN0Nd?6825.76kNBr3fcd?C?gr3fsd0.?11.5?1.?0.88?39.94kN0Nde0?.315?2150.11kN?m&&&&钻孔灌注桩的正截面受压承载力满足规范要求。&&&&&&&&4.4.5墩顶的位移验算&&&&1、桩在地面处的水平位移x0和转角?0的计算HMx0?30AX?20BXaEIaEI&&&&44&&&&&&&&（4.5）&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&当?h?4，z=0时，查表的到：&&&&AX=2.44066，BX=1.621&&&&&&&&?3EI?0.293?0.67?2.6?1.15?107?4.89?105?2EI?0.292?0.67?2.6?1.15?107?1.68?106&&&&207.?2.54.89?101.68?106?0.mm?6mm&&&&&&&&符合m法的计算要求.&&&&&&&&?0?&&&&查表得&&&&A?=-1.621&&&&&&&&H0MA0B?2?EI?EI&&&&&&&&（4.6）&&&&&&&&B?=-1.75058&&&&&&&&?EI?0.29?0.67?2.6?107?1.15?5.79?106&&&&代入得：&&&&207.?1.621?1.?105.79?rad&&&&&&&&?0?&&&&&&&&2、墩顶的纵向水平位移验算由于露出地面部分为变截面，其上部截面抗弯刚度为E1I1（直径为&&&&d1）下部桩截面抗弯刚度为EI（直径为d），。EI假设n?11，则墩顶的水平位移为：EIx1?x00l0?xQ?xm,l0h1?h2?&&&&&&&&xQ?xm?&&&&&&&&H0?1?33?3?nh2?h1nh1h2?h1?h2E1I1M0?h12?nh2?2h1?h2?2E1I1?&&&&&&&&（4.7）&&&&&&&&45&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第四章钻孔灌注桩计算&&&&&&&&HE1I1&&&&&&&&M&&&&&&&&h1&&&&EI&&&&&&&&h2&&&&图4-4&&&&&&&&h?21.68m,h2?0.8m,h1?6.2m&&&&n?E1I1I1d14?2?40.6830EIId?2.2?&&&&4&&&&&&&&207.35?10.683?0.83?6.230.683?0.8?6.2?7.0?70.?2.6?10?1.15?30.00157mxQ??0.683?0.82?6.2?0.87?2?0.?2.6?10?1.150.0031mxm?x1?x00l0?xQ?xm?0.757?7.00.1?0.mm&&&&&&&&墩顶容许的纵向水平位移为：&&&&&&&&5&&&&&&&&l?5?50&&&&&&&&?35.36mm?x1?12.8mml:标准跨径&&&&&&&&符合规范要求。&&&&&&&&46&&&&&&&&h&&&&&&&&h0&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台刚性扩大基础设计&&&&5.1设计资料&&&&1、桥梁上部结构：为预应力钢筋混凝土简支T型梁，采用埋置式U形桥台，跨标准跨径Lb＝50m，计算跨径L＝49.4m，动支座，主摆支座厚5.2m，桥面宽度为14+2×1.5m。2、设计荷载：汽车荷载为公路—I级，人群荷载为3.0kN/m2。3、桥台形式与材料：台帽、耳墙为C30混凝土，台身为7.5号&&&&3k,浆砌片石，基础为C25混凝土，?1?25N/m；台后级溜坡填土&&&&3?2?17N/m，填土内摩擦角300，内聚力C?0。k&&&&&&&&表5-1土工试验成果表&&&&天然状态下塑性界限取土深度土的物理指标含水量3.2~3.66.4~6.82628天然容重19.719.1孔隙比0.740.822.722.71土粒密度塑性塑限液限指数0.10.60.150.26力5520擦角2016液性指数压缩系数粘聚内摩直剪试验&&&&&&&&5.2桥台及基础构造拟定尺寸&&&&1．桥台尺寸拟定按《公路设计手册》（墩台与基础）的规定，初步拟定桥台尺寸如图4.1所示.基础分两层，每层厚度为0.5m，襟边和台阶宽度均为0.4m&&&&&&&&tg?1&&&&&&&&0.8?38.66max?400，满足要求。1.0&&&&&&&&每个支座恒载反力：18.9?29.963边梁1、7号：?283.5KN.964中梁2～6号：?291.2KN12&&&&&&&&49&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&图5.1&&&&&&&&桥台尺寸&&&&&&&&5.3荷载计算&&&&5.3.1恒载计算&&&&表5-2恒载计算&&&&序号计算式竖直力P(KN)对基底中心轴偏心距e（m）1.41.13.02.61.15弯矩M=Pe（KN·m）613.87.22873.08&&&&&&&&12345&&&&&&&&0.8?1.5?14.6?25&&&&0.50.6?0.814.6?25&&&&&&&&72759.2&&&&&&&&0.5?2.4?0.4?2?25&&&&11?2.4?2?0.4?0.82?2522&&&&&&&&1.3?1.6?14.6?25&&&&&&&&50&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计续表5-2&&&&&&&&序号&&&&&&&&计算式&&&&&&&&竖直力P(KN)&&&&&&&&对基底中心轴偏心距e（m）1.15-0.130.10&&&&&&&&弯矩M=Pe（KN·m）.&&&&&&&&67`89&&&&12&&&&&&&&1.3?5.5?14.6?25&&&&?1.9?5.5?14.6?25&&&&&&&&.1&&&&&&&&0.5?4.4?0.4?0.2?15.4?25&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&0.5?4.4?16.2?25&&&&1?125.5?0.2?5.5?0.2?1.8?1.9?0.82?1.9?5.514.6?17&&&&&&&&10&&&&&&&&2858.02&&&&&&&&-1.06&&&&&&&&-3029.50&&&&&&&&&&&&&&&&15.5?0.2?5.5?0.3?2.530.8?4.0?2?172&&&&&&&&714.2023.19&&&&&&&&-0.080-2.00.7&&&&&&&&-57.140-104.&&&&&&&&0.4?0.5?4.4?2?170.4?0.5?15.4?17&&&&上部构造恒载&&&&&&&&15&&&&&&&&合计&&&&&&&&?P?P?P?12474.84自重恒&&&&&&&&?M?5077.83?M?M自重恒&&&&&&&&5.3.2土压力计算&&&&土压力按台背竖直0，填土内摩擦角300，台背与填土间内摩1擦角150计算，台后填土水平0。2（1）台后填土表面无活载时，自重引起的主动土压力：1E?2H2BKa,其中B为桥台宽度，B=14.6m;2H为自基底至填土表面的距离，H=10.1m；2cos?a?Ka为主动土压力系数，Ka?2?sin?sincos2?cos1cos?cos?&&&&51&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&?sin450sin300?cos150?1cos1501?Ea17?10.12?14.6?0.3?&&&&&&&&=&&&&&&&&cos2300&&&&2&&&&&&&&?&&&&&&&&0.75?0.32.49&&&&&&&&其水平分力：&&&&E?x?Eacos3797.83?cos150?3668.41kN&&&&&&&&距基础底面的距离：ey?1/3?10.1?3.37m对基底形心轴的弯矩为：&&&&Mex.kN?m&&&&&&&&E?y?Easin?&&&&&&&&其竖直方向的分力：?3797.83?sin150?982.95kN作用点距基础底面的距离：ex?2.2?0.4?1.8m对基底形心轴的弯矩为：Mey?982.95?1.8?1769.31kN?m（2）台后填土表面有汽车荷载时，由汽车荷载换算的等代均布土层厚度为：&&&&h?&&&&&&&&?G,l为破坏棱体长度，台背竖直：l&&&&Bl0?&&&&0&&&&&&&&0&&&&&&&&?Htan?&&&&(1.732?1)?0.65&&&&&&&&tan?tan&&&&&&&&?ctgtan?tantan1?&&&&&&&&其中?&&&&l0?10.1?0.65?6.565m&&&&&&&&?G为布置在B?l面积内的车辆的总重力，?G?2?140?4?0.67?750.4kN&&&&0&&&&&&&&B为桥台宽度，B=14.6m，&&&&52&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&h?750.4&&&&&&&&14.6?5.565?17&&&&&&&&?0.461m&&&&&&&&则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为：&&&&1E?BH(2h?H)Ka?0.461?10.114.6?0.32?4144.53kN&&&&&&&&水平向的分力为：&&&&E?x?Eacos4144.53?cos150?4003.30kN&&&&&&&&作用点距基础底面的距离为（自计算土层底面算起）：&&&&ey?H(H?3h)10.1?(10.1?3?0.461)3.507m3(H?2h)3?(10.1?2?0.461)&&&&&&&&对基底形心轴的弯矩为：Mex.507&&&&14041.49kN?m&&&&&&&&竖直方向的分力为：&&&&E?y?Easin4144.53?sin150?1072.68kN&&&&&&&&作用点距基础底面的距离为：ex?2.2?0.4?1.8m对基底形心轴的弯矩为：Mey?.8?1930.82kN?m（3）台前溜坡填土自重对桥台侧面上的主动土压力：以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5计算，?33.690，则基础边缘至坡面的垂直距离为：&&&&H10.1?&&&&&&&&?4.4?0.2?0.2?2.4?0.56.07m&&&&1.5&&&&&&&&取300，则主动土压力系数Ka为：&&&&53&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&Ka?&&&&&&&&cos2sin?sincos?cos1cos?cos?&&&&22&&&&&&&&?&&&&&&&&cos2300&&&&20&&&&&&&&?sin600sin63.690?1?cos30?1cos300cos33.690?0.208?0.21&&&&&&&&1?EBH?2Ka?6.072?0.212?960.21kN&&&&&&&&水平向的分力为：E?x960.21?cos831.57kN&&&&1作用点距基础底面的距离为：ey?6.07?2.02m3&&&&&&&&对基底形心轴的弯矩为：Mex831.57?2.02?1682.54kN?m竖直方向的分力为：E?y960.21sin480.11kN作用点距基础底面的距离为：ex2.2m对基底形心轴的弯矩为：Mey480.11?2.2?1056.23kN?m&&&&&&&&5.3.3支座活载反力计算&&&&（1）桥上有汽车荷载及人群荷载，后台无活载a.汽车及人群荷载反力:汽车荷载布置:&&&&.&&&&&&&&0.740.80&&&&&&&&0.83&&&&&&&&0.971&&&&&&&&图5-2汽车荷载布置54&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&单列车：&&&&&&&&R1?[140?(1?0.97)?.]?1.238?611.08kN&&&&&&&&双列车：R2?611.08?2?1222.15kN三列车：R3?611.08?3?0.78?1429.92kN四列车：R4?611.08?4?0.67?1637.69kN人群荷载支座反力：&&&&1R1?(50?1?3.0?2)?150kN2&&&&&&&&支座反力作用点距基底形心轴距离为：eR?2.2?1.5?0.7m车辆及人对基底形心轴产生的弯矩为：&&&&MR?()?0.7?1251.38kN?m&&&&&&&&b.汽车制动力：单列车：?30?120?120?140?14010%?55kN双列车：550?2?0.1?110kN三列车：55?2.34?128.7kN四列车：55?2.68?147.4kN简支梁摆动支座计算的制动力为：H1?0.25?147.4?36.85KN（2）桥上、台后均有汽车荷载及人群荷载，重车载台后a．汽车及人群荷载反力：&&&&.449.40.790..41.2&&&&&&&&0.88&&&&&&&&1&&&&&&&&图5-3汽车荷载分布&&&&&&&&支座作用点在基底形心轴右侧，为使在活载作用下得到最大逆时针方向的力矩，所以将重车后轴贴近桥台后侧边缘使在桥跨上活载产生的顺时针方向力矩为最小。&&&&55&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&汽车荷载引起的支座反力：单列车：&&&&R1?120?0.85?120?0.88?30?0.7?1.238?286.35kN&&&&&&&&双列车：R2?286.35?2?572.70kN三列车：R3?286.35?3?0.78?670.06kN四列车：R4?286.35?4?0.67?767.75kN人群荷载引起的支座反力：R150kN车辆及行人对基底形心轴产生的弯矩为：&&&&MR?(767.75?150)?0.7?642.43kN?m&&&&&&&&b．汽车荷载制动力：&&&&H1?0.25?147.4?36.85KN&&&&&&&&4）支座摩阻力计算摆动支座摩擦系数f?0.05，则（1）桥上有汽车和人群，台后无活载：&&&&F?fV?0.05?(?0.54kN&&&&&&&&（2）桥上和台后均有汽车和人群（重车载台后）：&&&&F?fV?0.05?(767.75?150?7.05kN&&&&&&&&（3）桥上台后均无车&&&&&&&&F?.05?101.16kN&&&&&&&&5.4．荷载组合&&&&5.4.1荷载组合计算&&&&（1）桥上有活载，后台无汽车荷载&&&&&&&&56&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&组合I（包括恒载、桥上活载及台前、台后土压力）&&&&N1?7.69?150?982.95?480.11?15725.59kNH1?Eax?.51?2830.91kNM1?62.59?37.69?150)?0.7?6.kN?m&&&&&&&&组合II（主要设计组合+支座摩阻力）&&&&N1N1?15725.59kNH.54?831.57?3027.39kNM1?.54?(10.1?0.52)?6.23479.18kN?m&&&&&&&&（2）桥上有活载，后台也有汽车荷载组合I&&&&N2?.75?150?.11?14945.38kNH2?.57?3171.73kNM2?41.49?(767.75?150)?0.7?2.54?.65kN?m&&&&&&&&组合II&&&&N2N2?14945.38kNH.05?831.57?3318.78kNM2?.05?10.62?6.kN?m&&&&&&&&（3）桥上无活载，后台有汽车荷载组合I&&&&N3?.95?480.11?13937.90kNH3?.57?3171.73kNM3?41.49?2.54?.58kN?m&&&&&&&&组合II&&&&N3N3?13937.90kNH.57?101.16?3272.89kNM3?.16?10.62?6.kN?m&&&&&&&&（4）无上部结构时（包括桥台、基础自重，台前、台后土压力）：&&&&57&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&N4?.95?480.11?11914.71kNH4?2830.91kNM4?9.31?2.54?.91kN?m&&&&&&&&5.4.2荷载组合汇总表&&&&表5-3基础底面荷载组合汇总&&&&荷载组合组合I（主要）组合II（附加）组合I（主要）组合II（附加）组合I（主要）组合II（附加）组合Ⅳ（施工）&&&&&&&&N(kN)&&&&&&&&H(kN)&&&&&&&&M(kN?m)&&&&&&&&5..1914.71&&&&&&&&.318.272.&&&&&&&&-.18-4.68-1.38-4192.91&&&&&&&&桥上有活载，台后无汽车荷载&&&&&&&&桥上有活载，台后也有汽车荷载&&&&&&&&桥上无活载，台后有汽车荷载&&&&&&&&无上部结构&&&&&&&&5.5地基承载力验算&&&&5.5.1台前、台后填土对地基产生的附加应力计算&&&&填土自重在基底下地基土所产生的附加压应力?ii?hi&&&&&&&&?i—附加竖向压应力系数；?—填土容重；hi—原地面至溜坡表面的&&&&距离。台后填土高度hi?10.1?2?8.1m，基础埋深为2.0m，计算基础后边缘附加应力时取?1?0.46，计算基础前边缘附加应力时，取?1?0.069则后边缘处?10.46?17?8.1?63.34KPa前边缘处?1?0.069?17?8.1?9.50KPa计算台前溜坡锥体对基础前边缘底面处引起的附加应力时，其填土高度可近似取基础边缘作垂线与坡面交点的距离h2?4.3m，取&&&&&&&&?2?0.25&&&&则?2?0.25?17?4.3?18.28KPa&&&&58&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&基础前边缘总的竖向附加应力为：?212?9.50?18.28?27.78KPa&&&&&&&&5.5.2基底压应力计算&&&&①建成后使用时（以荷载组合三中主要组合控制设计）：PM.58?max?280.78KPa1AW16.2?4.4?16.2?4.426PM.58?min?110.30KPaAW16.2?4.41?16.2?4.426考虑台前、台后填土产生的附加应力：台前：280.78+18.28=299.06KPa台后：110.30+63.34=173.64KPa②施工时PM?maxAW..41?16.2?4.426?247.36kPa&&&&&&&&?min&&&&P&&&&&&&&M&&&&&&&&AW..41?16.2?4.426?86.94kPa&&&&&&&&考虑台前、台后填土产生的附加应力：台前：247.36+18.28=265.64kPa台后：86.94+63.34=150.28kPa3）地基承载力验算①持力层承载力验算持力层为一般粘性土，当e=0.7，IL?0.10时，查表得[?0]?400KPa，因基础埋置深度为原地面下2.0m，故地基承载力不予修正，则：&&&&59&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&[?]?[?0]?400KPamax?299.06KPa&&&&&&&&②下卧层承载力验算下卧层也是一般粘性土，当e=0.8，IL?0.6时，查表得[?0]?230KPa，小于持力层[?0]?400KPa，故必须验算承载力基底至土层II顶面（标高+8.8）处的距离为：z?23.7?2?8.8?12.9ma16.2z12.9Wr当3.68,2.93,r0.73,?0.06b4.4b4.4Az查表得0.4732下卧层顶面处的压应力?h?z的计算：?minz12.92.93?1，基底压应力取平均值max?236.35KPab4.42&&&&&&&&?h?z1?h?z?2h19.72?12.90.?19.7?2386.73KPa&&&&下卧层顶面的容许应力:查表得K1?0,K2?1.5[?h?z]?[?0]?K1?1?b?2K2?2?h??19.714.9?KPa?h?z=386.73Kpa满足要求。&&&&&&&&5.6．基底偏心距验算&&&&5.6.1仅受恒载&&&&仅受恒载时应满足e0?0.75?，&&&&W11?b4.4?0.73mA66M?9.31?2.54?.68kN?mP?.95?480.kN&&&&&&&&e0?&&&&&&&&?M?P&&&&&&&&?&&&&&&&&.9&&&&&&&&?0.20m?0.75?0.73?0.55m&&&&&&&&满足要求。&&&&&&&&60&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&第五章埋置式U型桥台设计&&&&&&&&5.6.2考虑附加组合&&&&考虑附加组合时，e0，以满足荷载组合三的附加组合诶最不利，则&&&&e0&&&&&&&&?M?P&&&&&&&&.9?0.24m?0.73m&&&&&&&&满足要求。&&&&&&&&5.7基础稳定性验算&&&&5.7.1抗倾覆稳定性验算&&&&由荷载组合计算结果可知，以荷载组合三为最不利主要组合：组合I）（y?b/2?4.4/2?2.2meo?M/N?37.9?0.32m&&&&ko?y/eo?2.2/0.32?6.875?1.5&&&&&&&&满足要求。附加组合（组合II）eo?0.24m&&&&ko?y/eo?2.2/0.24?9.17?1.3&&&&&&&&满足要求。&&&&&&&&5.7.2抗滑动稳定性验算&&&&基底处地基土为硬塑粘土，查表得0.3，由荷载组合计算结果可知，主要荷载组合以荷载组合三控制设计，附加组合以荷载组合二控制设计:主要组合：Kc?0.3?1.73?1.32?1.3验算组合：Kc?0.3?8.78?1.35?1.3均满足要求。&&&&&&&&61&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&谢辞&&&&&&&&谢辞&&&&走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，两年多的努力与付出，随着本次论文的完成，将要划下完美的句号。本论文设计在程朝霞老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着程朝霞老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，程朝霞老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，程老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向程朝霞老师表示深深的感谢和崇高的敬意！本次设计是桥梁工程下部结构设计，在这里我还要特别感谢徐海宾老师对我在设计过程中遇到的问题给予的指导。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这两年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们两年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！同时也正是通过这次毕业设计，拉近了我们同学和老师间的距离，彼此也有了更深的理解。&&&&&&&&62&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&参考文献&&&&&&&&参考文献&&&&[1]中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTJ026-04[S]．北京：人民交通出版社，2004[2]中华人民共和国行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ033-85[S]．北京：人民交通出版社，1985[3]中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ022-04[S]．北京：人民交通出版社，][6][7][8]凌志平、易经武、洪毓康．基础工程[M]．北京.人民交通出版社姚玲森主编．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社&&&&&&&&易建国主编．混凝土简支梁桥[M]．北京：人民交通出版社．1990范立础．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版．1987交通部公路规划设计院．公路设计手册——墩台与基础．北京：人民交通出版社．1978&&&&&&&&[9][10][11]&&&&&&&&王作兴、张德琦．混凝土结构与砌体结构．中国矿业大学出版社．1999LiZhujing．ElementaryReinforcedConcreteDesign[M]．SeismologicalPressConstructionMinistryofChina,CodeofDesignofConcrete&&&&&&&&Structures,GBJ10—89(inChinese),Beijing,1989.[12]NationalProjectingCommitteeofChina,CodeofStandardLoadonStructures,GBJ9—87(inChinese),Beijing,1989.&&&&&&&&63&&&&&&&&&&&&河南理工大学本科毕业设计（论文）&&&&&&&&附录&&&&&&&&附录&&&&附图附图附图附图1234桥的总体图1张桥台构造图1张桥墩、桩基础配筋图1张盖梁配筋图1张&&&&&&&&64&&&&&&&&&&&&&&&&}