《墩柱计算》PPT课件.ppt
中小桥下部结构计算,2010年12月,（墩柱计算）,1、墩柱计算内容,内力计算：墩柱计算截面的弯矩和轴力。通用规范4.3 荷载组合：根据不同验算要求，分别进行承载能力组合及正常使用组合。通用规范 偏心受压构件截面验算：承载能力验算、正常使用验算,剪力：恒载、活载、制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩 作用等弯矩：剪力引起的弯矩,恒载偏心引起弯矩轴力：恒载、活载等,2、墩柱内力计算（通用规范4.3）,水平力计算,1、汽车制动力：,2、墩柱内力计算,水平力计算,2、支摩阻力：F=G*,如果水平力大于支摩阻力，按照支摩阻力取值,2、墩柱内力计算,水平力计算,3、体系升降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配。,升降温引起的水平力：F=*Ki=*t*L*Ki=0.00001*t*L*KiL-i墩距不动点的距离 Kii墩的刚度t升降温差收缩徐变可按照10计算，与降温进行不利效应叠加。,2、墩柱内力计算,水平力计算,4、离心力：,2、墩柱内力计算,水平力计算,5、地震力：,按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合,2、墩柱内力计算,水平力计算,6、其他荷载风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载,2、墩柱内力计算,竖直力计算,根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力。,2、墩柱内力计算,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,1、桥墩刚度计算,K墩=3*0.8Ec*I/h3,桥墩刚度计算及水平力分配,计入桩土作用(m法)：,简化不计桩土作用：,2、墩柱内力计算,2、板式橡胶支座刚度计算,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,3、刚度合成,支座与墩柱刚度串联，再多个墩柱并联，得到一联桥下部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配。,K合=K*Kr/(K+Kr),K、Kr分别是墩柱和支座刚度,桥墩刚度计算及水平力分配,2、墩柱内力计算,其他计算荷载,1、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用2、位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力。3、顺桥向和横桥向弯矩组合,2、墩柱内力计算,规范基本规定,3、荷载组合,3、荷载组合,规范基本规定,4、截面验算,桥墩承载力验算,按照偏心受压构件计算,桥墩承载力验算,4、截面验算,桥墩抗裂验算,4、截面验算,桥墩位移验算,85规范对桥墩位移有规定，现04规范取消，可参考85规范。,4、截面验算,4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩（d120），钻孔灌注桩基础（d150）。支座均采用板式橡胶支座。,空心板计算示例,5、计算示例,1、本例为4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座,墩柱基桩计算,桥墩刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,桥墩刚度计算考虑桩土作用,空心板计算示例,5、计算示例,柱顶水平位移:delta=0.0803m,2#墩 K=3*1000/0.0803=37359.9 kn/m,支座刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,墩柱刚度计算,空心板计算示例,5、计算示例,水平力计算,1、汽车制动力：,按照车道荷载计算：F=(4*20*10.5+240)*10%*3*0.78=252.7kN,且不小于 165*0.78*3=386.1kN,5、计算示例,空心板计算示例,水平力计算,2、温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱水平力计算,5、计算示例,空心板计算示例,验算截面（柱底截面）内力计算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱基桩计算,采用手算或者软件计算，以桥博为例：,截面验算,5、计算示例,空心板计算示例,墩柱为一端固定一端自由，取为2L=10m,采用手算或者软件计算，以桥博为例：,截面验算,5、计算示例,空心板计算示例,配筋：,5、计算示例,空心板计算示例,抗震设防7度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求,构造要求：,5、计算示例,空心板计算示例,现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制。,构造要求：,5、计算示例,空心板计算示例,中小桥下部结构计算,2010年12月,（基桩计算）,1、基桩计算内容,桩身截面内力计算及截面验算 桩长计算,2、桩身截面内力计算及截面验算,计算内容和方法与墩柱相同：计算桩身的最大弯矩，一般在地面以下3m左右。提取该计算截面的内力进行配筋计算及截面验算。均采用m法（详见桥涵地基与基础设计规范附录P）,2、桩身截面内力计算及截面验算,偏心受压构件，计算与墩柱一样。桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考85地基规范:,2、桩身截面内力计算及截面验算,也可用有限元程序的土弹簧模拟桩土作用，具体可参考桥梁设计与计算书中及参考文献,2、桩身截面内力计算及截面验算,土弹簧刚度：K=b1*S*m*yb1-计算宽度S桩单元长度y单元深度,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基配筋,根据计算结果配筋，参考高指桩基设计指导意见：摩擦桩：1、第一批截断主筋深入地下长度L，按L1=4/计算（为土中基础变形系数），2、最下层为素砼段，最大长度不超过8 倍桩径；3、桩基沉淀层厚度：,嵌岩桩：桩基钢筋通长沉淀层厚度：,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基配筋,2、桩身截面内力计算及截面验算,桩基检测：,桩长50m,可采用小应变方法检测。桩长50m,采用声波透射动测法埋声测管：桩径d180cm:3根 桩径d180cm:4根,注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管,桩顶反力计算（JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范）,3、桩长计算,注意：荷载系数为1.0，不是，计入冲击系数0.3,3、桩长计算,注意：1、考虑负摩阻力。,2、考虑冲刷、河床变化等,3、桩长计算,摩擦桩,3、桩长计算,1、桩身自重与置算土重的差值，一般按照25-18=7kN/m3考虑2、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，2=8kN/m3。对于饱和黏性土IL1时，考虑受浮力。在01间按照不利状态考虑。3、如无土的详细资料，可偏保守计算取值。,摩擦桩,3、桩长计算,嵌岩桩,3、桩长计算,嵌岩桩,1、中风化岩作为嵌岩桩计算，强风化仍然作为摩擦桩计算。2、单轴饱和抗压强度：,条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：,3、桩长计算,嵌岩桩,1、嵌岩深度按照规范计算2、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化差异、裂隙发育等不利因素，可按照1.52d的嵌岩深度考虑。,嵌岩深度：,3、桩长计算,嵌岩桩,加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠,公路工程地质勘测规范（JTJ064-98）条：,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m不等,北沟枢纽互通桥,中风化岩层,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,岩层分布变化大，中风化层在地面线以下515m不等,北沟枢纽互通桥,3、桩长计算实例,宿新高速（新沂段）09年完成施工图设计，现已完成大部分下部基础施工。,北沟枢纽互通桥,3、桩长计算实例,施工方法：冲击钻、人工挖孔等,钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少5m设计桩长在1022m不等，嵌岩3m，现场结合钻孔情况进行了调整。,北沟枢纽互通桥,冲击钻,冲击钻,中小桥下部结构计算,2010年12月,（帽梁计算）,1、帽梁计算内容,帽梁截面内力计算 截面验算 持久状况承载能力极限状态下抗弯、抗剪能力计算，和持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算。,计算方法一：汽车荷载通过各梁进行传递至帽梁，并根据上部结构特点分布采用刚（铰）接板法等。桥梁通、BRGcap等均采用此方法。,2、计算方法先纵向计算再横向,计算方法二：汽车荷载直接作用在盖梁上面，进行影响线加载。采用常规的杆系程序计算即可。,2、计算方法先纵向计算再横向,3、盖梁内力计算,规范规定,3、盖梁内力计算,规范规定,3、盖梁内力计算,规范规定（）,抗弯计算：,抗剪计算：,裂缝计算：,3、盖梁内力计算,规范规定（）,3、盖梁内力计算,其他,施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算,4、计算实例,本例为4x20m预应力混凝土空心板，桥面连续，下部采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。支座均采用板式橡胶支座,1、,4、计算实例,结构判别,根据规范8.2.18.2.3.盖梁与柱的线刚度之比小于5，本例题按刚构计算。,4、计算实例,内力计算（桥博程序计算）,4、计算实例,内力计算（桥博程序计算）,4、计算实例,内力计算（桥博程序计算）,4、计算实例,截面验算抗弯验算,4、计算实例,截面验算抗剪验算,抗剪截面验算：,抗剪承载力验算：,4、计算实例,截面验算裂缝验算,注意骨架钢筋对计算裂缝的影响,5、构造要求,纵筋,箍筋,5、构造要求,纵筋,箍筋,总结：,严格执行规范 理解规范的原理及出处 正确运用程序，结合手算并多个程序相互校核 设计不盲目抄袭，结合工程灵活运用,参考书目：,公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范(JTG D622004)公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D632007)公路桥涵施工技术规范(JTJ 0412000)公路桥梁板式橡胶支座规格系列(JTT663-2006)钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理桥梁计算示例集混凝土简支梁（板）桥（第三版）公路桥涵设计手册：墩台与基础连续桥面简支梁桥墩台计算实例 条文应用算例 桥梁设计与计算,Thank You!,
