桥台计算书

设计： 葛 翔 复核：

审核：xiangxiang

目 录

1 计算依据与基础资料 ................................... 1

标准及规范 ................................................. 1

标准 .................................................... 1 规范 .................................................... 1 主要材料 ................................................ 1 计算资料 ................................................... 2

结构尺寸 ................................................ 2 墙后填土参数 ............................................ 2 ......................................................... 2

2 荷载计算 ............................................. 4

桥台及上部荷载计算 ..........................................

桥上活载反力 ............................................ 5 不考虑浮力时自重恒载计算 ................................ 6 台背土压力计算 ............................................. 7

台后填土自重引起的主动土压力............................ 7 台后活载引起的主动土压力 ................................ 8

作用力汇总 ................................................. 9

3 偏心距验算 .......................................... 10 4 地基承载力验算 ...................................... 10 5抗滑移稳定性验算 ..................................... 11 6抗倾覆稳定性验算 ..................................... 11 7 验伸缩缝的选择 ...................................... 12

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》（CJJ 11-2011）

?《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2015（简称《通规》）

?《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2012

（简称《预规》）

?《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） 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24 kN /m3； 3）钢筋：采用HRB400，fsk400MPa，ES2.0105MPa； 采用HPB300，fsk300MPa，ES2.1105MPa。 计算资料 结构尺寸

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。。 墙后填土参数

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。

计算荷载

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

铅垂力N 编号 （KN） 活载 恒载 距基底中心的距离 （m） 表 上部构造荷载

弯矩M （） 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；

铅垂力 编号 项目 （KN） （m） （） 对A点力臂 对A弯矩 1 2 3 4 5 6 7 8 台帽 搭板 背墙 侧墙 人行道 台身 填土 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；

oooo=++=0+20+40=60则 ，

破坏棱体长度 loHtan70.51833.628m

在lo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

G2280560KN

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 ,

o

装配式钢筋混凝土结构的收缩影响力相当于降温（5-10）C，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==；

KiLi——桥墩（台）支座顶部集成刚度桥墩（台）距0

号台的距离；

R——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 PxKoc8211200.0005186.17KN

按规范JTG D60——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 1 2 项目 土压力（台后有活载） 土压力（台后无活载） 温降、砼收缩及徐变影响3 力+制动力 4 5 6 砼收缩及徐变影响力 上部结构恒载 上部结构活载 — — — — 水平力（KN） 竖直力（KN） 弯矩（） — — 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 1基础底应力

maxPminW15.737.4143.562m622A=基础底抗力矩

荷载组合Ⅰ：

20679.34443.05116.4021433.562

2

<地基容许承载力400KN/m

maxPmin荷载组合Ⅱ：

20679.35929.21116.402143.562

2

<×400=500KN/m

以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，承载力满足要求。

5偏心距验算

W143.5621.233mA116.402

基础底核心半径

桥台仅受恒载作用时：

e0M23629.331.353mN17468.35

荷载组合Ⅱ：

e0M35963.681.739mN20679.

以上均在规范JTG D63-2007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

e0M34477.511.667mN20679.

荷载组合Ⅰ：

荷载组合Ⅱ：

e0M35963.681.739mN20679.

以上均在规范JTG D63-2007的允许范围内，抗倾覆满足要求。 抗滑移稳定性验算

式中Pi——竖向力总和；

H ip——抗滑稳定水平力总和； ——滑动水平力总和；

Hia ——基础底面与地基之间的摩擦系数，取。

0.420679.04.961.31667.8

荷载组合Ⅰ：

kc荷载组合Ⅱ：

kc0.420679.04.41.21880.11

以上均在规范JTG D63-2007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。