跨海大桥毕业设计

'目录第一章基本资料1第一节项目概况1第二节总体设计1第三节桥址资料2第四节工程概况2第五节地质、地震2第六节水文气象4第七节设计标准4第二章方案比选6第三章支座及尺寸拟定8第一节支座尺寸8一、支座选择8第二节尺寸拟定11一、桥墩形式11二、墩台帽尺寸拟定11三、盖梁的尺寸拟定12四、墩身的尺寸拟定12五、桩的尺寸拟定12六、7、9号墩构造13七、桥台构造13第四章桥墩计算15第一节荷载计算15一、支座恒载反力计算15二、支座活载反力计算16第二节盖梁设计36一、冲击系数的计算36二、7号墩盖梁的计算36三、10号墩盖梁的计算41四、盖梁配筋44第三节墩柱设计49一、地震力计算49二、汽车制动力的计算58三、风力计算62四、墩柱配筋63五、墩顶位移检算67第四节基础设计68一、7号桩的计算68二、10号墩的计算76三、单桩承载力检算85第五章桥台设计87第一节荷载计算87111 一、支座反力的计算87第二节盖梁设计91第三节桩基设计95一、尺寸拟定95二、桩的计算95小结109致谢110参考文献111111 第一章基本资料第一节项目概况杭州湾跨海大桥横跨杭州湾中部，连接港口开放城市宁波和商贸城市嘉兴，是我国同三国道主干线跨越杭州湾最便捷的通道，建成后可缩短宁波至上海间的陆路距离100多公里，使宁波、舟山、台州、温州等浙东南地区与上海的联系更加紧密，可以更充分地发挥上海的经济辐射和聚集功能，促进上海浦东的开发与发展，进一步加强上海在长江三角洲的“龙头”地位，带动和促进浙江、上海、江苏经济的快速持续发展。杭州湾跨海大桥也是浙江省2010年前规划建设的“两纵、两横、十八连、三绕、三通道”公路网主骨架的重要组成部分，与沪杭、杭甬高速公路一起构成长江三角洲南翼沪、杭、甬两小时交通圈，可以加速环杭州湾地区的城市化进程和大大提升该地区的国际竞争力。第二节总体设计杭州湾跨海大桥总体设计包括平纵线形设计、桥跨总体布置及景观设计。大桥平纵线形力求平面顺畅、纵坡均衡，在视觉上保持线形的连续性，尽量避免长直线和小偏角，在心理和生理上有安全感和舒适感，并与沿线环境相协调。影响大桥平面线形的因素较多，主要有北岸连接线、北岸海堤、乍浦港规划内河港池、北航道、南航道、南岸登陆点、南岸海堤、南岸连接线，杭州湾水域流速流向分布、两岸岸线规划及路线线形的各项指标等。综合权衡各影响因素后，大桥平面线形设计成美观流畅的S形曲线。大桥纵断面线形的影响因素也很多，不仅受到最大纵坡、最小坡长、最大坡长等路线设计指标控制，还受桥下通航、通车、通人的净空高度及桥头软土路基段的填土高度限制。大桥纵断面线形设计成两个大凸拱形，使大桥纵断面线形生动活泼。由于桥梁规模大，大桥总体景观主要平纵总体线形加总体造型决定，大桥景观效果见图1。111 图1.1大桥景观效果图（由宁波向嘉兴看）第一节桥址资料桥位高程最低处标高为：7.73m；桥位高程最高处标高为：13.116m。相对高差为：5.386m。桥梁平面为直线，与河流交角为71°，立面为折线，主桥中心里程是K0+357.5，全桥中心里程为：K0+406.3，第二节工程概况该桥属于杭州湾跨海大桥北岸连接线工程的一部分——海盐枢纽4号桥，是连接宁波与嘉兴之间的一座桥；桥下通航为规划四级航道；第三节地质、地震钻孔ZKS71的里程是K0+220.10，从柱状图中可以看出:粘土厚度60厘米淤泥质粘土厚度220厘米粘土厚度590厘米亚粘土厚度490厘米亚粘土厚度430厘米亚粘土厚度400厘米亚砂土厚度400厘米亚砂土厚度490厘米亚粘土厚度660厘米粘土厚度670厘米111 亚粘土厚度570厘米粘土厚度510厘米钻孔ZKS70的里程是K0+265.00,从柱状图中可以看出:亚粘土厚度50厘米淤泥质亚粘土厚度150厘米亚粘土厚度470厘米粘土厚度870厘米亚粘土厚度650厘米亚砂土厚度600厘米亚砂土厚度490厘米亚粘土厚度260厘米粘土厚度640厘米亚粘土厚度450厘米亚粘土厚度450厘米粘土厚度390厘米钻孔ZKS69的里程是K0+317.50,从柱状图中可以看出:亚粘土厚度760厘米亚粘土厚度600厘米亚粘土厚度690厘米亚砂土厚度500厘米亚砂土厚度700厘米亚粘土厚度330厘米粘土厚度760厘米亚粘土厚度340厘米亚粘土厚度790厘米钻孔ZKS68的里程是K0+385.00，从柱状图中可以看出:亚粘土厚度240厘米亚粘土厚度650厘米粘土厚度590厘米亚粘土厚度680厘米亚砂土厚度650厘米111 亚砂土厚度480厘米粘土厚度700厘米亚粘土厚度700厘米亚粘土厚度630厘米亚粘土厚度330厘米钻孔ZKS65的里程是K0+596.20,从柱状图中可以看出:亚粘土厚度60厘米淤泥质粘土厚度190厘米亚粘土厚度600厘米粘土厚度400厘米亚粘土厚度370厘米亚粘土厚度560厘米亚粘土厚度490厘米亚砂土厚度800厘米粘土厚度690厘米亚粘土厚度440厘米粘土厚度880厘米地震设防烈度为6度，桥址地震动峰值加速度为0.05g，从钻孔柱状图上可以看出本区段表层为亚粘土，厚度约为50~760厘米左右，整个区域软土层较厚，分布在表层的亚粘土下面，桩基持力层在亚砂土层上或埋藏更深的硬塑性粘土层上，因此设计采用φ150和φ130两种桩基。第一节水文气象该地区属于亚热带季风气候区，气候主要特征为温和湿润，雨量充沛，四季分明。再根据当地气象站观测资料统计，多年平均气温为17.1°C,月平均最高气温为28°C（7月份），月平均最低气温为5.9°C，多年平均降水量为1602.7毫米，平均风速为27.9m/s。第二节设计标准1．线路等级：一级2．车道数目：单向三车道3．行车速度：120km/h4．平面线形：直线111 5．线路坡度：平坡6．桥面宽度：主桥：12m，引桥：12~16m7．设计荷载：公路Ⅰ级111 第一章方案比选方案一根据地理水文地质等要求：该桥主桥采用跨径为45m+80m+45m的三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，单箱单室；引桥采用先简支后连续的混凝土小箱梁；全桥总长为376.1米，下部主墩采用实体墩，其余均采用柱式墩,基础为桩基；南引桥跨径为2*26.2米的连续梁，北引桥是2×25m+2×25m+4×25m的连续梁。通航净高为7m，净宽为：55m，最高通航水位为1.92m。主桥桥面宽度为2×0.5m+11m，起点处桥面宽度为2×0.5m+11m，终点处桥面宽度2×0.5m+15m；桥面纵坡坡度分别为0.7%和2.35%，横坡坡度为2%。施工采用阶段悬臂浇注施工方法，而边跨现浇段采用等高度有利于施工。主要材料：箱梁采用C50混凝土。方案二该桥主桥采用跨径为40m+90m+40m的三跨预应力混凝土梁拱组合桥，主梁采用箱形梁，等截面单箱单室,引桥采用先简支后连续的混凝土小箱梁；全桥总长为376.1米，下部结构主墩采用实体墩，其余均采用柱式墩,基础为桩基；南引桥跨径为2×26.2米的连续梁，北引桥是2×25m+2×25m+4×25m的连续梁。双向四车道，桥面宽度是2×0.5m+11m，设计荷载是：汽车----超20级，挂车----120，设计桥面纵坡坡度分别为0.7%和2.35%，横坡坡度为2%。为了满足4级航道通航的要求，设计通航净空为8米，通航净宽为55米，考虑桥下有足够的泄洪面积，使河床不产生过大的冲刷，以及墩台埋置深度的影响，将该桥主跨设计为90m。由于该桥位于杭州湾软土地基上，地基无法承受拱桥所产生的水平推力，所以传统拱桥不适宜在该地区建造。而预应力混凝土梁拱组合桥拱的水平推力有水平预应力束承担，这样就避免了传统工艺在软土地基上建造混凝土拱桥所承担的风险；另外该拱梁组合桥采用中承式结构可以使用较大的矢跨比，该桥f/l=1/4，这样既可以减少拱所产生的水平推力，又可以提供较大的桥下通航净空。111 表2.1方案比较方案编号一二桥形预应力混凝土连续梁预应力混凝土梁拱组合桥跨径布置2×26.2+45+80+45+6×25=376.1m2×26.2+40+90+40+6×25=376.1m通航净空高度（m）7m8m主桥桥墩形式主墩采用实体墩，其余采用柱式墩主墩采用实体墩，其余采用柱式墩主梁施工方法悬臂现浇法先拱后梁悬臂拼装法桥梁宽度（m）主桥为：2×0.5+11=12m引桥为：2×0.5+15=16m,2×0.5+11=16m主桥为：2×0.5+11=12m引桥为：2×0.5+15=16m,2×0.5+11=16m全桥造价方案优缺点：1.预应力混凝土梁拱组合桥特点：这种组合式桥型能充分发挥混凝土拱桥造价低的优点，避免桥台承受水平力，是由大吨位预应力索承担水平力的一种新桥型。这种桥既可以梁式桥为外部条件，拱的水平推力有水平预应力束承担，既避免了传统工艺在软土地基上建造混凝土拱桥所承担的风险，又方便了施工。2.连续梁桥特点：有利于高速行车，在活载作用下因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯距有卸载作用，其弯距分布合理，结构刚度大，动力性能好。该桥型属于超静定结构，基础不均匀沉降会产生附加内力，对基础要求较高。111 第一章支座及尺寸拟定第一节支座尺寸一、支座选择支座是支撑上部桥跨结构和传递桥梁荷载的结构物。本桥11号桥台及7号墩处设置QMF-80型异型钢伸缩缝，根据上部结构反力及桥形特点，引桥伸缩缝处设置GYZF4250×65四氟滑板支座，引桥其余墩采用GYZ350×74板式橡胶支座。板式橡胶支座由数层薄橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合、压制而成。它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，能将上部结构的反力可靠地传递给墩台；有良好的弹性，以适应梁端的转动；有较大的剪切变形，以满足上部结构的水平位移。板式橡胶支座分矩形和圆形。其结构分别见图3.1和3.2聚四氟乙烯滑板式橡胶支座是在普通板式橡胶支座顶面粘结一块一定厚度的聚四氟乙烯板材形成的支座。分矩形和圆形，其结构分别见图3.3和3.4。聚四氟乙烯滑板式橡胶支座除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与压缩变形，且能承受垂直荷载及适应梁端转动外，还能利用聚四氟乙烯板与梁底不锈钢板间的低摩阻系数，使桥梁上部结构水平位移不受限制。此外，这种支座还可在顶推、横移等施工中作滑板使用。图3.1矩形普通板式橡胶支座111 图3.2圆形普通板式橡胶支座图3.3矩形四氟滑板橡胶支座111 77777图3.4圆形四氟滑板橡胶支座111 第一节尺寸拟定桥梁墩台主要由墩台帽，墩台身和基础三部分组成。墩台除了要承受上部结构的荷载外，还要承受流水压力，水面以上的风力以及可能出现的冰荷载，船只或漂流物的撞击力。公路上使用的桥梁墩台大体上分为两大类。一类是重力式，其主要特点是依靠自身重力来平衡外力保持其稳定性。第二类是轻型墩台。一、桥墩形式决定桥墩形式的因素除与桥台有关的因素以外，还决定与河水流速、墩旁水深、水流斜交角度、水流通航等条件。本设计中根据结构受力条件、施工要求、水文及水流情况，主桥主墩采用无墩帽式的矩形重力实体墩；过渡墩采用双柱式桥墩。实体墩具有自重大、整体性好和施工方便的优点；柱式墩具有线条简捷、明快、美观、既节省材料数量又施工方便的特点。二、墩台帽尺寸拟定墩台帽平面尺寸因根据上部构造形式、支座布置情况，架设上部结构施工方的要求而决定。一般用下式求得：(一)顺桥向墩帽最小宽度bb式（3.1）式中：——相邻两跨支座中心距；式（3.2）——伸缩缝，中小桥为2～5cm，大跨径桥梁可按温度变化及施工放样、安装构件的误差等因素确定，温度变化引起的变位为：式（3.3）——桥跨的计算长度；——温度变化幅度值，可采用当地最高及最低月平均气温及桥跨浇筑完成时的温度计算决定；——材料的线膨胀系数，钢筋混凝土构造物为0.~0.；、——各该桥跨结构伸过支座中心线的长度；、——各该桥跨结构支座垫板顺桥向宽度；——顺桥向支座垫板至墩身边缘最小距离，见表3.1；111 ——檐口宽度，5～10cm。表3.1支座边缘到墩、台身边缘的最小距离（cm）桥向桥型顺桥向横桥向圆弧形端头矩形端头大桥252540中桥202030小桥151520(一)横桥向墩帽最小宽度BB=桥跨结构两外侧主梁中心距+支座底板横向宽度+2×顺桥向支座垫板至墩身边缘最小距离+支座垫板到墩台边缘最小宽度的两倍。二、盖梁的尺寸拟定盖梁截面形状一般为矩形或T形，底面形状有直线和曲线两种。直线形施工简单，曲线形施工复杂，但材料较为节省。盖梁宽度B依上部构造形式、支座间距和尺寸，同时加上支座边缘到盖梁边缘的最小距离拟定，也要满足《公路工程抗震设计规范》(JTG004-89)的有关规定。盖梁的高度H一般为梁高的0.8～1.2倍。盖梁的长度应大于上部构造两边梁间的距离，并应满足上部构造安装时的要求。设置橡胶支座的桥墩应预留更换支座所需的位置。支座下应布置钢筋网以分布应力。盖梁悬臂端高度h应不小于30cm。各截面尺寸与配筋需通过计算确定。三、墩身的尺寸拟定墩身是桥墩的主体，墩身尺寸主要以墩帽尺寸确定。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）规定：实体桥墩墩身的顶宽，小跨径不宜小于800mm（轻型桥墩不宜小于600mm），中等跨度的桥梁不宜小于1000mm,大跨度桥梁墩身顶宽视上部结构类型而定。四、桩的尺寸拟定桩按施工方法可分为预制桩及就地灌注桩；按基础受力条件可分为支承桩、嵌岩桩、摩擦桩；按承台位置可分为高承台桩和底承台桩。桩的尺寸包括桩径和桩长。在一定的荷载作用下桩径和桩长及根数之间是互相关联的。对于柱桩，桩长主要取决于基岩的埋置深度，桩长确定后根据外荷载的大小和单桩容许承载能力等因素取求算所需桩的根数。对于摩擦桩可参考跨度相同的既有设计资料先拟定桩的根数，再根据荷载大小，土层的有关力学指标计算出所需桩长。111 一、7、9号墩构造7号墩为2×25m与4×25m联过渡墩；9号墩为4×25m联中间墩图3.57号墩构造图3.610号墩构造二、桥台构造根据主梁在桥台的布置和支座选择拟定桥台尺寸构造如图111 图3.711号桥台构造图111 第一章桥墩计算第一节荷载计算一、支座恒载反力计算(一)建立模型采用Midas程序对上部结构建模，加二期恒载。引桥部分由两联组成:2×25m+4×25m，其中2×25m部分为四片箱梁，4×25m部分为五片箱梁。7号墩为两联的过渡墩。(二)计算结果1.两跨2×25m对各支座的反力图4.12×25m联有限元模型两跨2×25m恒载反力汇总见表4.1墩号R1(kN)R2(kN)R3(kN)R4(kN)5号墩405.0347.6347.6405.06号墩1385.61217.51217.51385.67号墩419.5377.9377.9419.5表4.1两跨2×25m恒载反力汇总2.四跨4×25m对各支座的反力图4.24×25m联有限元模型111 四跨4×25m恒载反力汇总见表4.2表4.2四跨4×25m恒载反力汇总R1(kN)R2(kN)R3(kN)R4(kN)R5(kN)7号墩408.5332.5332.5332.5408.58号墩1213.41003.71003.61003.71213.49号墩1006.9855.1855.1855.11006.910号墩1257.71092.21092.21092.21257.711号墩432.1381.2381.1381.2432.1一、支座活载反力计算(一)按影响线加车道荷载1.两跨2×25m车道影响线及加载如下图4.35号墩反力影响线及车道荷载加载图4.46号墩反力影响线及车道荷载加载图4.57号墩反力影响线及车道荷载加载2.四跨4×25m车道影响线及加载如下图111 图4.67号墩反力影响线及车道荷载加载图4.78号墩反力影响线及车道荷载加载图4.89号墩反力影响线及车道荷载加载图4.910号墩反力影响线及车道荷载加载图4.1011号墩反力影响线及车道荷载加载(一)计算结果R(kN)111 1.两跨2×25m各墩活载反力表4.3两跨2×25m各墩活载反力R(kN)单车道双车道三车道5号墩374.2748.4875.6286号墩588.91177.81378.0267号墩373.6747.2874.2242.四跨4×25m各墩活载反力表4.4四跨4×25m各墩活载反力R(kN)单车道双车道三车道7号墩376.7753.4881.4788号墩584.61169.21367.9649号墩561.41122.81313.67610号墩584.61169.21367.96411号墩376.1752.2880.074(二)横向分布系数计算活载对称布置用杠杆法，非对称布置用偏心压力法1.四跨5片梁7号墩对称布载梁中心线间距(1)单列汽车图4.117号墩5片梁单列汽车对称布置(单位：cm)111 (1)双列汽车图4.127号墩5片梁两列汽车对称布置(单位：cm)(2)三列汽车111 图4.137号墩5片梁三列汽车对称布置(单位：cm)1.四跨5片梁8、9、10、11号墩对称布载8、9、10、11号墩梁间距a分别为:267.5cm,284.15cm,300.825cm,317.5cm。按上述方法计算结果如下表表4.5四跨5片梁各墩对称布置横向分布系数计算荷载梁间距a(cm)K1K2K3K4K57号墩单列汽车对称250.8250.00000.17940.64120.17940.0000两列汽车对称250.8250.00000.61800.76410.61800.0000三列汽车对称250.8250.29740.82060.76410.82060.29748号墩单列汽车对称267.50.00000.16820.66360.16820.0000两列汽车对称267.50.00000.57940.84110.57940.0000三列汽车对称267.50.24770.83180.84110.83180.24779号墩单列汽车对称284.150.00000.15840.68330.15840.0000两列汽车对称284.150.00000.54550.90900.54550.0000三列汽车对称284.150.20390.84160.90900.84160.203910号墩单列汽车对称300.8250.00000.14960.70080.14960.0000两列汽车对称300.8250.00000.51520.96950.51520.0000三列汽车对称300.8250.16480.85040.96950.85040.164811号墩单列汽车对称317.50.00000.14170.71650.14170.0000两列汽车对称317.50.00000.48821.02360.48820.0000三列汽车对称317.50.12990.85831.02360.85830.1299111 1.两跨4片梁7号墩对称布载(1)单列汽车图4.147号墩4片梁单列汽车对称布置(单位：cm)(2)两列汽车图4.157号墩4片梁两列汽车对称布置(单位：cm)111 (1)三列汽车图4.167号墩4片梁三列汽车对称布置(单位：cm)2.两跨4片梁5、6号墩对称布载5、6号墩梁间距a分别为290cm、312.2cm。按上述方法计算结果如下表表4.6两跨4片梁各墩对称布置横向分布系数计算荷载梁间距aK1K2K3K45号墩单列汽车对称2900.00000.50000.50000.0000两列汽车对称2900.17240.82760.82760.1724三列汽车对称2900.56900.93100.93100.56906号墩单列汽车对称312.20.00000.50000.50000.0000两列汽车对称312.20.14240.85760.85760.1424三列汽车对称312.20.49301.00701.00700.49307号墩单列汽车对称334.4330.00000.50000.50000.0000两列汽车对称334.4330.11630.88370.88370.1163三列汽车对称334.4330.42691.07311.07310.42693.四跨5片梁7号墩非对称布载111 图4.177号墩5片梁单列汽车非对称布置(单位：cm)(1)单列汽车(2)两列汽车图4.187号墩5片梁两列汽车非对称布置(单位：cm)111 (1)三列汽车图4.197号墩5片梁三列汽车非对称布置(单位：cm)2.四跨5片梁8、9、10、11号墩非对称布载按计算四跨5片梁7号墩处活载非对称布置横向分布系数的计算方法计算出结果如下111 表4.7四跨5片梁各墩非对称布置横向分布系数计算梁间距n偏心∑ai2K1K2K3K4K57号墩单列非对称250.8255476.65.80.58010.39000.20.0100-0.1801两列非对称250.8255321.65.80.45650.32820.20.0718-0.0565三列非对称250.8255166.65.80.33290.26640.20.13360.06718号墩单列非对称267.55510.50.58130.39070.20.0093-0.1813两列非对称267.55355.50.46540.33270.20.0673-0.0654三列非对称267.55200.50.34950.27480.20.12520.05059号墩单列非对称284.25543.4.40.58240.39120.20.0088-0.1824两列非对称284.25388.4.40.47330.33670.20.0633-0.0733三列非对称284.25233.4.40.36430.28210.20.11790.035710号墩单列非对称300.85576.6.40.58340.39170.20.0083-0.1834两列非对称300.85421.6.40.48030.34020.20.0598-0.0803三列非对称300.85266.6.40.37730.28860.20.11140.022711号墩单列非对称317.556100.58430.39210.20.0079-0.1843两列非对称317.554550.48660.34330.20.0567-0.0866三列非对称317.553000.38900.29450.20.10550.01101.两跨4片梁7号墩非对称布载图4.207号墩4片梁单列汽车非对称布置(单位：cm)(1)单列汽车111 (1)两列汽车图4.217号墩4片梁两列汽车非对称布置(单位：cm)111 (1)三列汽车图4.227号墩4片梁三列汽车非对称布置(单位：cm)2.两跨4片梁5、6号墩非对称布载按计算两跨4片梁7号墩处活载非对称布置横向分布系数的计算方法计算出结果表4.8四跨5片梁各墩非对称布置横向分布系数计算梁间距(cm)n偏心(cm)∑ai2(cm2)K1K2K3K45号墩单列非对称29044100.67410.39140.1086-0.1741两列非对称29042550.51380.33790.1621-0.0138三列非对称29041000.35340.28450.21550.14666号墩单列非对称312.24443.3.20.67600.39200.1080-0.1760两列非对称312.24288.3.20.52700.34230.1577-0.0270三列非对称312.24133.3.20.37810.29270.20730.12197号墩单列非对称334.4334476.65.20.67760.39250.1075-0.1776两列非对称334.4334321.65.20.53850.34620.1538-0.0385三列非对称334.4334166.65.20.39950.29980.20020.1005111 (一)活载横向分布情况表4.9两跨4片梁5号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000374.20.0K20.5000187.1K30.5000187.1K40.00000.0两列汽车对称布置K10.1724374.264.5K20.8276309.7K30.8276309.7K40.172464.5三列汽车对称布置K10.5690374.2212.9K20.9310348.4K30.9310348.4K40.5690212.9按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.6741374.2252.3K20.3914146.5K30.108640.6K4-0.1741-65.2两列汽车非对称布置K10.5138748.4384.5K20.3379252.9K30.1621121.3K4-0.0138-10.3三列汽车非对称布置K10.3534875.628309.5K20.2845249.1K30.2155188.7K40.1466128.3111 表4.10两跨4片梁6号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000588.90.0K20.5000294.5K30.5000294.5K40.00000.0两列汽车对称布置K10.1424588.983.8K20.8576505.1K30.8576505.1K40.142483.8三列汽车对称布置K10.4930588.9290.3K21.0070593.0K31.0070593.0K40.4930290.3按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.6760588.9398.1K20.3920230.8K30.108063.6K4-0.1760-103.6两列汽车非对称布置K10.52701177.8620.7K20.3423403.2K30.1577185.7K4-0.0270-31.8三列汽车非对称布置K10.37811378.026521.0K20.2927403.3K30.2073285.7K40.1219168.0111 表4.11两跨4片梁7号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000373.60.0K20.5000186.8K30.5000186.8K40.00000.0两列汽车对称布置K10.1163373.643.4K20.8837330.2K30.8837330.2K40.116343.4三列汽车对称布置K10.4269373.6159.5K21.0731400.9K31.0731400.9K40.4269159.5按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.6776373.6253.1K20.3925146.6K30.107540.2K4-0.1776-66.3两列汽车非对称布置K10.5385747.2402.4K20.3462258.7K30.1538114.9K4-0.0385-28.8三列汽车非对称布置K10.3995874.224349.2K20.2998262.1K30.2002175.0K40.100587.9111 表4.12四跨5片梁7号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000376.70.0K20.179467.6K30.6412241.5K40.179467.6K50.00000.0两列汽车对称布置K10.0000376.70.0K20.6180232.8K30.7641287.8K40.6180232.8K50.00000.0三列汽车对称布置K10.2974376.7112.0K20.8206309.1K30.7641287.8K40.8206309.1K50.2974112.0按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.5801376.7218.5K20.3900146.9K30.200075.3K40.01003.8K5-0.1801-67.8两列汽车非对称布置K10.4565753.4343.9K20.3282247.3K30.2000150.7K40.071854.1K5-0.0565-42.5三列汽车非对称布置K10.3329881.478293.4K20.2664234.9K30.2000176.3K40.1336117.7K50.067159.2111 表4.13四跨5片梁8号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000584.60.0K20.168298.3K30.6636387.9K40.168298.3K50.00000.0两列汽车对称布置K10.0000584.60.0K20.5794338.7K30.8411491.7K40.5794338.7K50.00000.0三列汽车对称布置K10.2477584.6144.8K20.8318486.3K30.8411491.7K40.8318486.3K50.2477144.8按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.5813584.6339.8K20.3907228.4K30.2000116.9K40.00935.5K5-0.1813-106.0两列汽车非对称布置K10.46541169.2544.2K20.3327389.0K30.2000233.8K40.067378.7K5-0.0654-76.5三列汽车非对称布置K10.34951367.964478.1K20.2748375.9K30.2000273.6K40.1252171.3K50.050569.0111 表4.14四跨5片梁9号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000561.40.0K20.158488.9K30.6833383.6K40.158488.9K50.00000.0两列汽车对称布置K10.0000561.40.0K20.5455306.2K30.9090510.3K40.5455306.2K50.00000.0三列汽车对称布置K10.2039561.4114.4K20.8416472.5K30.9090510.3K40.8416472.5K50.2039114.4按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.5824561.4327.0K20.3912219.6K30.2000112.3K40.00884.9K5-0.1824-102.4两列汽车非对称布置K10.47331122.8531.5K20.3367378.0K30.2000224.6K40.063371.1K5-0.0733-82.3三列汽车非对称布置K10.36431313.68478.5K20.2821370.6K30.2000262.7K40.1179154.8K50.035747.0111 表4.15四跨5片梁10号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000584.60.0K20.149687.4K30.7008409.7K40.149687.4K50.00000.0两列汽车对称布置K10.0000584.60.0K20.5152301.2K30.9695566.8K40.5152301.2K50.00000.0三列汽车对称布置K10.1648584.696.4K20.8504497.2K30.9695566.8K40.8504497.2K50.164896.4按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.5834584.6341.0K20.3917229.0K30.2000116.9K40.00834.9K5-0.1834-107.2两列汽车非对称布置K10.48031169.2561.6K20.3402397.7K30.2000233.8K40.059870.0K5-0.0803-93.9三列汽车非对称布置K10.37731367.96516.1K20.2886394.8K30.2000273.6K40.1114152.3K50.022731.1111 表4.16四跨5片梁11号墩处支座反力计算计算方法荷载布置横向分布系数R(kN)Ri(kN)按杠杆法计算单列汽车对称布置K10.0000376.10.0K20.141753.3K30.7165269.5K40.141753.3K50.00000.0两列汽车对称布置K10.0000376.10.0K20.4882183.6K31.0236385.0K40.4882183.6K50.00000.0三列汽车对称布置K10.1299376.148.9K20.8583322.8K31.0236385.0K40.8583322.8K50.129948.9按偏心受压法计算单列汽车非对称布置K10.5843376.1219.7K20.3921147.5K30.200075.2K40.00793.0K5-0.1843-69.3两列汽车非对称布置K10.4866752.2366.0K20.3433258.2K30.2000150.4K40.056742.6K5-0.0866-65.2三列汽车非对称布置K10.3890880.074342.3K20.2945259.2K30.2000176.0K40.105592.9K50.01109.7111 第一节盖梁设计一、冲击系数的计算冲击系数时的计算：当时，当时，式(4.1)当时，式中：——结构基频（）。对于连续梁有：式(4.2)式(4.3)式中：——结构的计算跨径（m）；——结构材料的弹性模量（N/m）；——结构跨中截面的惯性矩（m）；经Midas计算箱型梁跨中截面的惯性矩；——结构跨中处的单位长度质量（kg/m），；——结构跨中处延迷米结构重力（N/m）；——重力加速度，g=9.81m/s。代入各参数算得。二、7号墩盖梁的计算7号墩是引桥上的过渡墩，其左侧是一联两跨4片箱梁，右侧是一联四跨5片箱梁作用在7号墩盖梁上的荷载考虑冲击系数后分别为111 图4.237号墩上部反力加载情况(单位：cm)表4.17两跨4片箱梁荷载R1’(kN)R2’(kN)R3’(kN)R4’(kN)上部恒载419.5377.9377.9419.5汽车非对称荷载517.6332.7147.8-37.1汽车对称荷载205.1515.6515.6205.1表4.18四跨5片箱梁荷载R1(kN)R2(kN)R3(kN)R4(kN)R5(kN)上部恒载408.5332.5332.5332.5408.5汽车非对称荷载442.3318.0193.869.5-54.7汽车对称荷载144.1397.5370.1397.5144.1111 图4.247号墩控制截面(单位：cm)经Midas计算，各截面弯矩组合见表4.19表4.19各截面弯矩组合单位：1-12-23-3左3-3右4-45-56-6盖梁自重-10.3-31.7-131.2-200.449.4147.2225.5上部恒载0.00.0-924.5-1097.2122.9577.8855.8汽车非对称0.00.0-1071.7-1162.0-64.8328.4558.5汽车对称0.00.0-389.9-954.4574.01159.81469.2汽车非对称组合-13.6-41.8-3043.8-3502.3127.51462.72287.5汽车对称组合-13.6-41.8-1993.8-3182.51111.32743.13690.0经Midas计算，各截面剪力组合如下：111 表4.20各截面剪力组合单位：1-12-23-3截面左右左右左右盖梁自重30.730.757.857.8120.3-218.4上部恒载000828828-876.7非对称荷载000959.9959.9-788.3对称荷载000349.2349.2-1098.1非对称组合40.640.676.32647.52730-2659.5对称组合40.640.676.317071789.6-3136.6续上表4-45-56-6截面左右左右左右盖梁自重-140.5-140.5-93.6-93.600上部恒载-876.7-544.2-544.2-166.300非对称荷载-788.3-470.3-470.3-137.600对称荷载-1098.1-700.6-700.6-185.100非对称组合-2556.6-1628-1566.2-55500对称组合-3033.7-1982.6-1920.8-628.100图4.257号墩盖梁非对称组合弯矩图(单位：kNm)111 图4.267号墩盖梁对称组合弯矩图(单位：kNm)图4.277号墩盖梁非对称组合剪力图(单位：kN)图4.287号墩盖梁对称组合剪力图(单位：kN)111 一、10号墩盖梁的计算10号墩是四跨连续梁的一个墩，作用在上面的荷载如下图4.2910号墩上部反力加载情况(单位：cm)表4.2110墩荷载反力R1R2R3R4R5上部恒载1257.71092.21092.21092.21257.7汽车非对称荷载722.2511.5300.790.0-120.8汽车对称荷载123.9639.3728.9639.3123.9图4.3010号墩控制截面(单位：cm)111 10墩盖梁各截面弯矩组合值见表4.22表4.2210墩盖梁各截面弯矩组合截面盖梁自重上部恒载汽车非对称荷载汽车对称荷载非对称组合对称组合1-1-9.2000-12.1-12.12-2-28.7000-37.8-37.83-3左-48-398.1-228.6-39.2-940.8-649.2右-87.3-570.8-311-239.8-1347.7-1238.14-489.4860.4434.25511922.42102.35-5左-158.9-825.7-271.6-488.5-1718-2052右-158.9-825.7-184.6-488.5-1584-205210墩盖梁各截面剪力组合值见表4.23表4.2310墩盖梁各截面剪力组合截面盖梁自重上部恒载汽车非对称荷载汽车对称荷载非对称组合对称组合1-1左27.700036.636.6右27.700036.636.62-2左52.900069.869.8右52.91257.7722.2123.92842.21920.83-3左69.31257.7722.2123.92863.91942.6右-135.6-531.7-276.8-293.8-1307.2-1333.34-4左4.3-531.7-276.8-293.8-1122.5-1148.6右4.3560.5234.6345.61106.91277.75-5左160.8560.5234.6345.61313.41484.2右160.8560.576.8345.61070.41484.2111 图4.3110号墩盖梁非对称组合弯矩(单位：kNm)图4.3210号墩盖梁对称组合弯矩(单位：kNm)图4.3310号墩盖梁非对称组合剪力(单位：kN)111 图4.3410号墩盖梁对称组合剪力(单位：kN)一、盖梁配筋(一)正截面抗弯承载力计算盖梁应按矩形截面配筋，正截面抗弯承载力计算应符合式(4.4)——计算截面上的弯矩组合设计值；——结构的重要性系数；——混凝土轴心抗压强度设计值；——纵向受拉钢筋的截面面积；——按等效矩形应力图的计算受压区高度——截面宽度；——截面有效高度。；由公式(4.4)可得；盖梁使用C40混凝土，HRB335钢筋；按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)8.2.4条规定：钢筋混凝土盖梁的正截面抗弯承载力应按下列规定计算：式(4.5)111 ——纵向受拉钢筋抗拉强度设计值；受拉钢筋面积式(4.6)盖梁计算跨径表4.247号、10号墩盖梁配筋as(mm)l(mm)h(mm)h0(mm)b(mm)fsd(MPa)fcd(MPa)γ0Md(kNm)x(mm)ξbh0(mm)As(mm2)7号墩盖梁最大负弯矩处60780014001340160028018.43502.391.9750.49397.6最大正弯矩处60780014001340160028018.4369097.1750.49920.810号墩盖梁最大负弯矩处45570013001255160028018.4205256.8702.86164.4最大正弯矩处45570013001255160028018.42102.358.3702.86319.27号墩正负最大弯矩处均采用18φ28钢筋，提供钢筋面积,按两排布置，靠近保护层的一排布置12根φ28，第二排布置6根φ28。布置钢筋所需最小宽度，实际合格满足要求。按同样的方法对10号盖梁配筋检算：上下截面均配置8φ32钢筋提供面积为：，经检算合格。(一)斜截面承载力计算1.抗剪强度复核对于矩形截面受弯构件的剪力组合设计值应控制在抗剪强度上、下限之间，即式(4.7)当不满足上述公式中上限要求时，表明构件将发生斜压破坏，即应修改截面尺寸；当不满足下限要求时，表示构件的混凝土即可承担此剪力组合设计值，则不需进行斜截面抗剪承载力的计算，仅需按构造要求配置箍筋。111 表4.257号、10号墩盖梁抗剪强度复核7号桥墩盖梁1.6540160013401768.83136.66915.52210号桥墩盖梁1.6540160012551656.61484.26476.851由上表可知7号桥墩盖梁剪力组合值满足公式，10号桥墩的盖梁剪力组合值，所以10号墩盖梁仅需按构造要求配置箍筋1.7号桥墩盖梁箍筋计算距支点处剪力箍筋承受的剪力弯起钢筋承受的剪力由规范（JTG62-2004）8.2.6式(4.8)验算截面处的剪力组合设计值；连续梁异号弯矩影响系数。其中代入上式计算得：箍筋采用6肢10提供=471取支点至一梁高取111 (一)弯起钢筋计算由弯起钢筋承担的剪力设计值第一排弯起钢筋所需弯起钢筋全部加焊斜筋提供，加焊12φ32钢筋，提供面积：第二排弯起钢筋取用第一排弯起钢筋起弯点处应由弯起钢筋承担的那部分剪力设计值此时第一排弯起钢筋起弯点距支点水平投影长为则弯起6φ28，加焊6φ32斜筋，共提供面积：第三排弯起钢筋由图可知无需弯起111 图4.357号墩盖梁弯起钢筋承受的剪力111 第一节墩柱设计一、地震力计算(一)7号桩地震力计算1.地面转动弹簧柔度的计算(1)计算桩基础的性质1.计算宽度根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式(P.0.1-1—P.0.1-4)计算:因，故仍用2.07m。（为桩排两端外缘线间距）2.设，地面下4.6m范围内均为亚粘土或淤泥质亚粘土，桩采用C25混凝土，查m值表，取桩的换算深度，属弹性桩3.土面处桩的柔度桩尖支撑于非岩石的地基上，可令，则按查表111 (1)地面转动弹簧柔度7号墩处桩为单排双柱桩，所以顺桥向地面转动弹簧柔度2.自震周期的计算墩柱采用C30混凝土，，墩底至盖梁顶的高度基本公式：式(4.9)式中：——自震频率(Hz)；——广义质量(Kg)；——广义柔度()；——上部结构及盖梁的质量（Kg）；——墩身质量（Kg）；——地面处转角柔度。由立柱弹性变形引起的水平侧移柔度为111 广义挠度：广义质量：1.加速度反应谱计算(1)设计加速度反应谱计算阻尼比为5％的设计加速度反应谱由下式确定式(4.10)图形由以下曲线表示S图4.36加速度反应谱设计加速度反应谱最大值由下式确定式(4.11)式中：Ci————为重要性系数，取0.43；Cs————为场地系数，取1.2；Cd————为阻尼调整系数，取1.0A——为相应设计烈度的地震加速度值峰值，取0.2g。则111 (1)加速度反应谱场地特征周期Tg取0.55，代入反应谱公式得2.地震力的计算由公路桥梁抗震设计规范7.7.3规定：规则性桥梁的柱式墩，采用反应谱方法计算时，其顺桥向水平地震力可采用下列简化公式计算式(4.12)式中：——作用于支座顶面处的水平地震力kN；——支座顶面处的换算质点质量Kg；式(4.13)——桥梁上部结构的质量，对于简支梁桥，为相应于墩顶固定支座的一孔梁的质量；对于连续梁桥，为相邻两孔梁质量之和的一半Kg；——盖梁的质量Kg；——墩身质量，对于扩大基础，为基础顶面以上墩身的质量；对于桩基础，为一般冲刷线以上墩身的质量Kg；——墩身质量换算系数；式(4.14)——考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面上的单位水平力在墩身计算高度处引起的水平位移与支座顶面处的水平位移之比值。作用于支座顶单位水平力,则作用于一墩顶处的力111 作用于地面处桩的力，桩在地面处的横向位移及转角mradmm则由于7号墩连接两联的过渡墩，采用的是四氟滑板支座，所以不承受上部结构顺桥向对其产生的水平地震力。所以，作用在支座顶面处的水平地震力只有盖梁和墩柱产生的地震力。对每柱底截面产生的弯矩111 柱底、桩顶截面偶然组合：上部恒载+盖梁重+墩重+地震作用经Midas建模计算得：基本组合(一)10号桩的地震力计算1.地面转动弹簧柔度的计算(1)计算桩基础的性质1.计算宽度根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式(P.0.1-1—P.0.1-4)计算:因，故仍用2.07m。（为桩排两端外缘线间距）2.设，地面下4.6m范围内均为亚粘土或淤泥质亚粘土，桩采用C25混凝土，查m值表，取桩的换算深度，属弹性桩3.土面处桩的柔度111 桩尖支撑于非岩石的地基上，可令，则按查表(1)地面转动弹簧柔度10号墩处桩为单排三柱桩，所以顺桥向地面转动弹簧柔度2.自震周期的计算墩柱采用C30混凝土，，墩底至盖梁顶的高度基本公式：式(4.15)式中：——自震频率(Hz)；——广义质量(Kg)；——广义柔度()；——上部结构及盖梁的质量（Kg）；——墩身质量（Kg）；111 ——地面处转角柔度。由立柱弹性变形引起的水平侧移柔度为广义挠度：广义质量：1.加速度反应谱计算(1)设计加速度反应谱计算阻尼比为5％的设计加速度反应谱由下式确定式(4.16)设计加速度反应谱最大值由下式确定式(4.17)式中：Ci————为重要性系数，取0.43；Cs————为场地系数，取1.2；Cd————为阻尼调整系数，取1.0A——为相应设计烈度的地震加速度值峰值，取0.2g。则(2)加速度反应谱场地特征周期Tg取0.55，代入反应谱公式得111 1.地震力的计算由公路桥梁抗震设计规范7.7.3规定：规则性桥梁的柱式墩，采用反应谱方法计算时，其顺桥向水平地震力可采用下列简化公式计算式(4.18)式中：——作用于支座顶面处的水平地震力kN；——支座顶面处的换算质点质量Kg；——桥梁上部结构的质量，对于简支梁桥，为相应于墩顶固定支座的一孔梁的质量；对于连续梁桥，为相邻两孔梁质量之和的一半Kg；——盖梁的质量Kg；——墩身质量，对于扩大基础，为基础顶面以上墩身的质量；对于桩基础，为一般冲刷线以上墩身的质量Kg；——墩身质量换算系数；式(4.19)——考虑地基变形时，顺桥向作用于支座顶面上的单位水平力在墩身计算高度处引起的水平位移与支座顶面处的水平位移之比值。作用于支座顶单位水平力,则作用于一墩顶处的力作用于地面处桩的力，桩在地面处的横向位移及转角m111 radmm则作用在每根墩底、桩顶的内力一、汽车制动力的计算采用集成刚度法进行水平制动力的分配。(一)支座抗推刚度中墩橡胶支座采用板式橡胶支座，剪切模量,支座中橡胶层总厚度53mm，每片梁在桥墩处设两个橡胶支座，每个橡胶支座的抗推刚度111 式(4.20)式中——橡胶板支座平面面积；——橡胶支座剪切模量；——支座橡胶层厚度；两跨4片梁每个墩上设有8个橡胶支座四跨5片梁每个墩上设有10个橡胶支座取桥台及两联间桥墩的滑板支座的摩阻系数，其最小摩阻系数(一)桥墩刚度桥墩采用混凝土，其弹性模量1.各墩悬臂刚度的计算式(4.21)式中——一桥墩中柱的数量——柱高，2.墩与支座串联，串联后各刚度式(4.22)表4.26墩与支座串联，串联后各刚度墩号柱高(m)支座数量柱数56.096820.80878.3914522.512311.865.209820..614522.513059.4474.63820..914522.513463.3274.631020..918153.116527.6984.0341030..918153.117398.5893.4461030..318153.117675.25101.9591030.18153.118063.3111.981030.18153.118060.4111 (一)制动力分配1.制动力计算(1)两跨连续梁部分先计算一个设计车道上的制动力。引桥为25m一跨，公路-Ⅰ级荷载，安内插法求得车道荷载，，加载长度为50m，作用在其上的车道荷载标准值产生的总重力为故一个车道上的制动力取为，同向行驶3车道的制动力为一个车道的2.34倍，其值为。(2)四跨连续梁部分先计算一个设计车道上的制动力。引桥为25m一跨，公路-Ⅰ级荷载，安内插法求得车道荷载，，加载长度为100m，作用在其上的车道荷载标准值产生的总重力为故一个车道上的制动力取为，同向行驶3车道的制动力为一个车道的2.34倍，其值为。2.制动力分配式(4.23)各墩分配的制动力式(4.24)制动力分配结果如表所示表4.27制动力初分配墩号单车道制动力(kN)三车道制动力(kN)分配的H两跨连续梁512311.838834.56165386.10.122.4039613059.44129.837713463.32133.8523四跨连续梁716527.6987725.22165386.10.72.74817398.5876.57917675.2577.791018063.379.501118060.479.48111 1.5、7、11号墩(台)的支座摩阻力式(4.25)表4.285、7、11号墩(台)的支座摩阻力墩号支座摩阻力两跨连续梁51505.275.2671594.879.74四跨连续梁71814.590.725112007.7100.385可见四跨连续梁部分在7、11号墩处的支座摩阻力均大于分配的水平制动力，所以四跨连续梁部分的制动力无需再分配。而两跨连续梁部分在5、7号墩处的支座摩阻力小于分配的水平制动力，所以5、7号墩承受的最大水平力即为支座摩阻力，要对两跨连续梁部分的水平力进行重新分配表4.29两跨连续梁制动力重新分配墩号三车道制动力(kN)初次分配的水平制动力(kN)重新分配后的水平制动力(kN)两跨连续梁5386.1122.403975.266129.837231.17133.852379.74表4.30重新分配后各支座的水平制动力墩号重新分配后的水平制动力(kN)各墩承受的水平制动力(kN)两跨连续梁575.2675.266231.1231.1779.74152.48四跨连续梁72.74876.5776.57977.7977.791079.579.51179.4879.48111 一、风力计算横桥向风荷载假定水平地垂直作用与桥梁各部分迎风面积的形心处，其标准值可按下式计算：式(4.26)式(4.27)式(4.28)式(4.29)式(4.30)式中：——横桥向风荷载标准值（）；——基本风压（），取；——设计基准风压（）；——横向迎风面积（）；——桥梁所在地区的设计基本风速，取；——高度Z处的设计基本风速()；Z——距地面的高度(m)；——空气重力密度（）；——设计风速重现期换算系数，取为1.0；——地形地理条件系数，取为1.0；——阵风风速系数，取为1.38；——风速高度变化修正系数，取为1.098；——风载阻力系数，取为0.8；——重力加速度，。111 (一)7号墩风力计算Z=4.63m，桥墩上的顺桥向的风荷载标准值可按横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积，即顺桥向风荷载对单个墩柱底的弯矩为：。(二)10号墩风力计算Z=1.959m，桥墩上的顺桥向的风荷载标准值可按横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积，即顺桥向风荷载对单个墩柱底的弯矩为：二、墩柱配筋由结构可知墩底与桩顶荷载是相同的，因此桩顶的内力组合就是墩底内力组合(一)7号墩配筋1.内力组合(见第五节一、(一)桩顶荷载组合表)，由内力组合表知，以下组合控制设计：111 (1)上部恒载+盖梁及墩柱自重+制动力+风荷载+单联两列非对称汽车荷载(2)上部恒载+盖梁及墩柱自重+制动力+风荷载+两联两列非对称汽车荷载用最大弯矩组合进行配筋计算，用最大轴力检算2.配筋设计沿圆周均匀配置钢筋的圆形截面偏心受压构件，其正截面承载力按下列公式计算：式(4.31-1)式(4.31-2)式中：A，B，C，D——圆形截面偏心受压构件正截面抗压承载力计算系数；——纵向钢筋所在圆周半径与圆截面半径之比，；——配筋率，。回转半径m，所以不用考虑偏心距增大系数。设,则由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)条文说明5.3.5条规定：配筋设计时，当时，可按小偏心受压构件计算。因此只需按构造钢筋配筋即可《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.12规定：轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率百分率不应小于0.5。111 故取墩身材料足够安全，所以不必验算裂缝宽度。(一)10号墩配筋1.内力组合(见第五节二、(一)桩顶荷载组合表)，由内力组合表知，以下组合控制设计：(1)偶然组合:盖梁及墩柱自重+上部恒载+地震荷载(2)基本组合:上部恒载+盖梁及墩柱自重+三列对称荷载+制动力+风荷载用最大弯矩组合进行配筋计算，用最大轴力检算2.配筋设计沿圆周均匀配置钢筋的圆形截面偏心受压构件，其正截面承载力按下列公式计算：式(4.32-1)式(4.32-2)式中：A，B，C，D——圆形截面偏心受压构件正截面抗压承载力计算系数；——纵向钢筋所在圆周半径与圆截面半径之比，；——配筋率，。回转半径m，所以不用考虑偏心距增大系数。设,则由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)公式(5.3.9-1)和(5.3.9-2)111 式(4.33)解得截面配筋率：墩柱采用C30混凝土，，纵向钢筋采用HRB335钢筋，采用试算法求得，查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)附录C中表C.0.2知误差0.84%，小于允许误差2%，合格。所以即为所求。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.12规定：轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率百分率不应小于0.5。由于，故取(一)裂缝检算《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)6.4.5：圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下列公式计算：式(4.34-1)111 式(4.34-2)式中混凝土保护层厚度；钢筋表面形状系数。取；作用(或荷载)长期效应组合系数，,其中和分别为按作用(或荷载)长期效应组合和短期效应组合计算的内力值。按作用长期效应组合计算的轴向力(N)按作用短期效应组合计算的轴向力(N)使用阶段的偏心距增大系数。钢筋弹性模量。一、墩顶位移检算由第五节基础设计知本桥桥墩,所以根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）表P.0.3桩柱顶受力的单排桩柱式桥墩计算用表规定：桩柱顶水平位移式(4.35)式中：公式化简得：表4.31墩顶位移检算7号墩87.959411148.3513.0×1072.4×1070.4.636.2310号墩571.6718633.0×1072.4×1070.1.962.05续上表7号墩6.23643.64×10-5-219.71×10-512.682510号墩2.051819.77×10-5-537.46×10-520.2625111 由上表可知7号墩，10号墩墩顶位移均合格第一节基础设计一、7号桩的计算(一)桩顶荷载计算1.制动力及风荷载对桩顶产生的内力表4.32汽车制动力及风荷载对桩顶产生的内力1号桩顶截面2号桩顶截面H(kN)M(kNm)H(kN)M(kNm)制动力76.24459.7376.24459.73风荷载5.35512.45.35512.42.墩顶反力用Midas对盖梁建模，通过加载上部恒载、汽车活载计算出对各墩顶垂直力及产生的的弯矩表4.33上部恒载、汽车活载计算出对各墩顶垂直力及产生的的弯矩1号柱底截面2号柱底截面序号荷载N(kN)M(kN*m)N(kN)M(kN*m)1上部恒载1704.746.91704.746.92盖梁及墩柱自重469.7469.73单联单列对称242.2103.4194242.2103.41944单联单列非对称533.9227.9753-49.5-21.13655单联两列对称484.5206.8815484.5206.88156单联两列非对称878.2374.991490.738.72897单联三列对称726.7310.3009726.7310.30098单联三列非对称805.4343.9058328.1140.09879两联单列对称482.40.854482.40.85410两联单列非对称1062.62.2204-97.8-0.512411两联两列对称9651.7089651.70812两联两列非对称1748.23.5014181.6-0.085413两联三列对称1447.42.5621447.42.562111 14两联三列非对称16042.9036653.81.02481.桩顶荷载组合表4.34桩顶荷载组合计算1号柱底截面2号柱底截面N(kN)H(kN)M(kNm)N(kN)H(kN)M(kNm)1上部恒载1704.746.91704.746.92盖梁及墩柱自重469.7469.73制动力76.24459.7376.24459.734风荷载5.35512.45.35512.45单联单列对称242.2103.4194242.2103.41946单联单列非对称533.9227.9753-49.5-21.13657单联两列对称484.5206.8815484.5206.88158单联两列非对称878.2374.991490.738.72899单联三列对称726.7310.3009726.7310.300910单联三列非对称805.4343.9058328.1140.098711两联单列对称482.40.854482.40.85412两联单列非对称1062.62.2204-97.8-0.512413两联两列对称9651.7089651.70814两联两列非对称1748.23.5014181.6-0.085415两联三列对称1447.42.5621447.42.56216两联三列非对称16042.9036653.81.0248171+2+3+4+53243.19687.95941730.133243.19687.95941730.13181+2+3+4+63692.41487.95941921.94612793.97887.95941538.3139191+2+3+4+73616.33887.95941889.46173616.33887.95941889.4617201+2+3+4+84222.63687.959411148.3513009.88687.95941630.5066211+2+3+4+93989.32687.959411048.7283989.32687.959411048.728221+2+3+4+104110.52487.959411100.4793375.48287.95941786.6161231+2+3+4+113613.10487.95941572.17933613.10487.95941572.1793241+2+3+4+124506.61287.95941574.28362719.59687.95941570.075251+2+3+4+134356.30887.95941573.49454356.30887.95941573.4945261+2+3+4+145562.43687.95941576.25633149.87287.95941570.7326271+2+3+4+155099.20487.95941574.80965099.20487.95941574.8096111 281+2+3+4+165340.36887.95941575.33573877.0687.95941572.44231.偶然荷载组合2.最不利组合由荷载组合计算表得知，以下组合控制设计(1)上部恒载+盖梁及墩柱自重+制动力+风荷载+单联两列非对称汽车荷载(2)上部恒载+盖梁及墩柱自重+制动力+风荷载+两联两列非对称汽车荷载用最大弯矩组合进行配筋计算，用最大轴力检算(二)桩身弯矩的计算1.计算宽度根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式(P.0.1-1—P.0.1-4)计算:因，故仍用2.07m。（为桩排两端外缘线间距）2.计算桩的变形系数设，地面下4.6m范围内均为亚粘土或淤泥质亚粘土，桩采用C25混凝土，查m值表，取111 桩的换算深度，属弹性桩1.土面处桩的柔度桩尖支撑于非岩石的地基上，可令，则按查表2.桩在地面处的横向位移及转角按最大弯矩组合进行计算111 1.土中任意深度y处桩身弯矩及剪力按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将列表计算如下表4.35土中任意深度y处桩身弯矩0.00.000.000000.000001.000000.000001148.350.30.86-0.00450-0.000670.999940.300001214.070.61.71-0.03600-0.010800.998060.599741233.530.92.57-0.12144-0.054660.985240.897051187.541.23.43-0.28737-0.172600.937831.183421078.501.54.28-0.55870-0.420390.810541.43680921.861.85.14-0.95564-0.867150.529971.61162738.842.26.28-1.69334-1.90567-0.270871.57538490.512.67.42-2.62126-3.59987-1.877340.91679273.813.08.56-3.54058-5.99979-4.68788-0.89126112.993.59.99-3.91921-9.54367-10.34040-5.854022.814.011.42-1.61428-11.73070-17.91860-15.07550-11.17根据表中数据绘出桩身弯矩分布如图4.36111 图4.36桩身弯矩按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将列表计算如下表4.36土中任意深度y处桩身剪力0.00.000.000000.000000.000001.0087.960.30.86-0.04500-0.00900-0.001011.0056.070.61.71-0.17997-0.07199-0.016201.00-14.210.92.57-0.40443-0.24284-0.081980.98-92.541.23.43-0.71573-0.57450-0.258860.92-158.921.54.28-1.10468-1.11609-0.630270.75-202.63111 1.85.14-1.54728-1.90577-1.299090.37-220.492.26.28-2.12481-3.35952-2.84858-0.69-208.382.67.42-2.43695-5.14023-5.35541-2.82-167.533.08.56-1.96928-6.76460-8.84029-6.52-112.913.59.991.07408-6.78895-13.69240-13.83-42.334.011.429.24368-0.35762-15.61050-23.1419.96图4.37桩身剪力(一)桩的配筋桩身剪力为0处，弯矩最大，按内插法计算在，即剪力为0，，(取50)111 计算长度回转半径m，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)5.3.10规定:计算偏心受压构件正截面承载力时，对长细比的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响。此时，应将轴向力对截面重心轴的偏心距乘以偏心距增大系数。矩形、T形、I形和圆形截面偏心受压构件的偏心距增大系数可按下式计算:式(4.36)式中构件的计算长度；轴向力对截面重心轴的偏心距；截面有效高度，对圆形截面取纵向钢筋所在圆周的半径；截面高度，对圆形截面取为圆形截面半径；荷载偏心率对截面曲率的影响系数；构件长细比对截面曲率的影响系数；设,则111 ，取偏心距增大系数实际偏心距由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)条文说明5.3.5条规定：配筋设计时，当时，可按小偏心受压构件计算。因此只需按构造钢筋配筋即可《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.12规定：轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率百分率不应小于0.5。故取墩身材料足够安全，所以不必验算裂缝宽度。一、10号墩的计算(一)桩顶荷载计算1.制动力及风荷载对桩顶产生的内力表4.38制动力及风荷载对桩顶产生的内力G1G2G3H()MH()MH()M汽车制动力26.586.3626.586.3626.586.36风荷载2.2672.222.2672.222.2672.222.桩顶反力用Midas对盖梁建模，通过加载上部恒载、汽车活载计算出对各墩顶垂直力及产生的的弯矩表4.39恒载、活载对各墩顶垂直力及产生的的弯矩G1G2G3N()MN()MN()M盖梁及墩柱自重260.4376.9260.4上部恒载1789.42213.21789.4单列对称荷载57.5636.857.5111 双列对称荷载180.41142.9180.4三列对称荷载417.71420417.7单列非对称荷载601.2306.1-155.5双列非对称荷载999612.2-107.6三列非对称荷载930.9716.2112.11.桩顶荷载组合表4.40桩顶荷载组合计算G1G2G3N(kN)H(kN)MNHMNHM1盖梁及墩柱自重260.4376.9260.42上部恒载1789.42213.21789.43单列对称荷载57.5636.857.54双列对称荷载180.41142.9180.45三列对称荷载417.71420417.76单列非对称荷载601.2306.1-155.57双列非对称荷载999612.2-107.68三列非对称荷载930.9716.2112.19汽车制动力26.586.3626.586.3626.586.3610风荷载2.2672.222.2672.222.2672.221+2+3+9+102794.2930.4994.974399.6030.4994.972794.2930.4994.971+2+4+9+102983.5530.4994.975179.0030.4994.972983.5530.4994.971+2+5+9+103348.9930.4994.975605.7330.4994.973348.9930.4994.971+2+6+9+103631.5830.4994.973890.3330.4994.972466.2730.4994.971+2+7+9+104244.2030.4994.974361.7230.4994.972540.0330.4994.971+2+8+9+104139.3230.4994.974521.8830.4994.972878.3730.4994.97111 1.偶然荷载组合表4.41偶然荷载组合G1G2G3N(kN)H(kN)MNHMNHM盖梁及墩柱自重260.4376.9260.4上部恒载1789.42213.21789.4地震荷载571.671863571.671863571.671863偶然组合2049.8571.6718632590.1571.6718632049.85721863偶然组合=盖梁及墩柱自重+上部恒载+地震荷载2.最不利组合(1)偶然组合:盖梁及墩柱自重+上部恒载+地震荷载(2)基本组合:上部恒载+盖梁及墩柱自重+三列对称荷载+制动力+风荷载用最大弯矩组合进行配筋计算，用最大轴力检算(二)桩身弯矩的计算1.计算宽度、桩的变形系数、土面处桩的柔度10号墩桩的计算宽度、桩的变形系数、土面处桩的柔度在第三章第四节一、(二)10号桩的地震力计算中已经计算过，数值如下：2.桩在地面处的横向位移及转角按最大弯矩组合进行计算111 1.土中任意深度y处桩身弯矩及剪力按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将列表计算如下表4.42土中任意深度y处桩身弯矩0.00.000.000000.000001.000000.000001863.000.30.86-0.00450-0.000670.999940.300002324.890.61.71-0.03600-0.010800.998060.599742649.560.82.28-0.08532-0.034120.991810.798542754.361.02.85-0.16652-0.083290.975010.994452764.071.23.43-0.28737-0.172600.937831.183422683.771.54.28-0.55870-0.420390.810541.436802422.491.85.14-0.95564-0.867150.529971.611622043.062.26.28-1.69334-1.90567-0.270871.575381459.272.67.42-2.62126-3.59987-1.877340.91679901.993.08.56-3.54058-5.99979-4.68788-0.89126458.923.59.99-3.91921-9.54367-10.34040-5.85402129.05111 4.011.42-1.61428-11.73070-17.91860-15.0755058.28图4.38桩身弯矩按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将列表计算见表4.42表4.42土中任意深度y处桩身弯矩0.00.000.000000.000000.000001.00000571.670.30.86-0.04500-0.00900-0.001010.99992479.060.61.71-0.17997-0.07199-0.016200.99741266.60111 0.82.28-0.31975-0.17060-0.051200.9890899.851.02.85-0.49881-0.33298-0.124930.96667-64.641.23.43-0.71573-0.57450-0.258860.91712-213.011.54.28-1.10468-1.11609-0.630270.74745-386.131.85.14-1.54728-1.90577-1.299090.37368-487.942.26.28-2.12481-3.35952-2.84858-0.69158-515.772.67.42-2.43695-5.14023-5.35541-2.82106-447.523.08.56-1.96928-6.76460-8.84029-6.51972-322.653.59.991.07408-6.78895-13.69240-13.82610-138.864.011.429.24368-0.35762-15.61050-23.1404033.81图4.39桩身剪力(一)桩的配筋桩身剪力为0处，弯矩最大，按内插法计算在，即剪力为0，，111 (取50)计算长度回转半径m，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)5.3.10规定:计算偏心受压构件正截面承载力时，对长细比的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响。此时，应将轴向力对截面重心轴的偏心距乘以偏心距增大系数。矩形、T形、I形和圆形截面偏心受压构件的偏心距增大系数可按下式计算:式中构件的计算长度；轴向力对截面重心轴的偏心距；截面有效高度，对圆形截面取纵向钢筋所在圆周的半径；截面高度，对圆形截面取为圆形截面半径；荷载偏心率对截面曲率的影响系数；构件长细比对截面曲率的影响系数；设,则111 ,取，取偏心距增大系数实际偏心距由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)公式(5.3.9-1)和(5.3.9-2)解得截面配筋率：桩采用C25混凝土，，纵向钢筋采用HRB335钢筋，采用试算法求得，查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)附录C中表C.0.2知误差1.68%，小于允许误差2%，合格。所以即为所求。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)111 9.1.12规定：轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率百分率不应小于0.5。由于，故取(一)裂缝检算《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)6.4.5：圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下列公式计算：式(4.37)式中混凝土保护层厚度；钢筋表面形状系数。取；作用(或荷载)长期效应组合系数，,其中和分别为按作用(或荷载)长期效应组合和短期效应组合计算的内力值。按作用长期效应组合计算的轴向力(N)按作用短期效应组合计算的轴向力(N)使用阶段的偏心距增大系数。钢筋弹性模量。由于控制设计的组合是偶然组合，所以111 合格一、单桩承载力检算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）摩擦桩（钻（挖）孔灌注桩）单桩轴向受压承载力容许值，按以下公式计算：式(4.38)式中：——单桩轴向受压承载力容许值(kN)；——桩身周长（）；——桩端截面面积（）；——土的层数；——承台底面以下各土层的厚度（）；——与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值；——桩端土的承载力容许值；——桩端处土的承载力基本容许值，取；——桩端的埋置深度，按40计算；——容许承载力随深度的修正系数，取；——桩端以上各土层的加权平均重度；——修正系数，取；——清底系数，取。粘土及亚粘土，砂土(一)7号桩检算111 满足要求。(一)10号桩检算满足要求。111 第一章桥台设计第一节荷载计算一、支座反力的计算(一)垂直荷载计算1.桥台自重计算图5.1桥台侧面图(1)桥台背墙111 (1)牛腿(2)搭板(3)耳墙耳墙形心距背墙的距离耳墙对牛腿作用的重力(4)盖梁2.桥台恒载对各截面所产生的垂直力及弯矩对Ⅰ-Ⅰ截面对Ⅱ-Ⅱ截面111 1.上部恒载对各截面所产生的垂直力及弯矩对Ⅱ-Ⅱ截面(二)水平力计算1.台后填土的自重引起的土压力(1)各截面单位土压力q当时，土压力系数:式(5.1)Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面(2)各截面土压力计算Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面111 1.活载引起的水平土压力(1)单位土压力q的计算破坏棱体长度换算成均布等待土层厚(2)各部分水平土压力计算Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面2.支座摩阻力支座摩阻系数，支座摩阻力支座厚6.5cm，故着力点与垫石顶距离为6.5cm111 Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面(一)内力汇总及组合表5.1内力汇总序号荷载Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面P(kN)H(kN)M(kNm)P(kN)H(kN)M(kNm)1上部恒载2007.7-40.1542桥台自重911.183224.85481683.383810.17363台后恒土压力-84.6086-43.717-266.3279-244.1434台后汽车土压力-150.1171-116.3369-266.3279-336.20085摩阻力100.3856.525100.385134.5159第二节盖梁设计图5.211号桥台上部反力加载情况(单位：cm)111 图5.311号桥台盖梁控制截面(单位：cm)表5.2上部荷载R1R2R3R4R5上部恒载432.1381.2381.1381.2432.1汽车非对称荷载470.7332.1193.554.8-83.8汽车对称荷载62.8415.1495.1415.162.8表5.3各截面弯矩组合1-12-23-34-4梁自重-81.2-146.349.8-110.7耳墙重-39.3-53.9-19.224.5背墙+牛腿-35.4-63.821.7-48.3搭板-22-55.762.6-118上部恒载0-280.9270.1-247.5非对称荷载0-306237.6-133.2对称荷载0-40.8388.5-389.7非对称荷载组合-234.9-1264874.2-865.2对称荷载组合-234.9-855.81106.5-1260.1表5.4各截面剪力组合截面1-12-23-34-4剪力左右左右左右左右盖梁自重85.585.5114.7-134.5-20.9-20.9122122耳墙重22.522.522.5-13.7-13.7-13.7-13.7-13.7背墙+牛腿37.337.350.1-58.7-9.1-9.153.253.2搭板404063.7-92.8-0.9-0.9114.7114.7111 上部恒载0432.1432.1-218.2-218.2163163163非对称荷载0470.7470.7-215.3-215.3116.8116.857.2对称荷载062.862.8-170-170245.1245.1245.1非对称荷载组合244.61539.91626.6-1015.2-678.5336.1759.5667.8对称荷载组合244.6911.7998.4-945.5-608.8533.7957.1957.1图5.4非对称组合弯矩图5.5对称组合弯矩111 图5.6非对称组合剪力图5.7对称组合剪力111 第一节桩基设计一、尺寸拟定二、桩的计算(一)桩顶荷载计算1.桥台各部分对桩顶产生的内力表5.5桥台各部分对桩顶产生的内力序号荷载Ⅱ-Ⅱ截面(桩顶截面)各桩分配的顶力N(kN)H(kN)M(kNm)N(kN)H(kN)M(kNm)1桥台自重1683.383810.1736561.1277270.05792台后恒土压力-266.3279-244.143-88.776-81.3813台后汽车土压力-266.3279-336.2008-88.776-122.0674摩阻力100.385134.515933.4616744.838632.桩顶反力用Midas对盖梁建模，通过加载上部恒载、汽车活载计算出对各墩顶垂直力及产生的的弯矩表5.6恒载、活载对各墩顶垂直力及产生的的弯矩1号桩顶截面2号桩顶截面3号桩顶截面荷载N(kN)M(kNm)N(kN)M(kNm)N(kN)M(kNm)1上部恒载650.3-13.006707.1-14.142650.3-13.0063单列非对称408.8-8.176183.7-3.674-108.82.1764双列非对称686-13.72367.5-7.35-86.21.7245三列非对称648.7-12.974430-8.653.1-1.0626单列对称26.4-0.528430.9-8.61826.4-0.5287双列对称90.8-1.816785.8-15.71690.8-1.8168三列对称232.9-4.658985.3-19.706232.9-4.6583.桩顶荷载组合111 表5.7桩顶荷载组合计算1号桩顶截面2号桩顶截面3号桩顶截面N(kN)H(kN)M(kNm)N(kN)H(kN)M(kNm)N(kN)H(kN)M(kNm)1上部恒载650.3-13.0707.1-14.1650.3-13.02桥台自重561.1270.1561.1270.1561.1270.13单列非对称408.8-8.2183.7-3.7-108.82.24双列非对称686.0-13.7367.5-7.4-86.21.75三列非对称648.7-13.0430.0-8.653.1-1.16单列对称26.4-0.5430.9-8.626.4-0.57双列对称90.8-1.8785.8-15.790.8-1.88三列对称232.9-4.7985.3-19.7232.9-4.79台后土压力-88.8-81.4-88.8-81.4-88.8-81.410台后汽车土压力-88.8-122.1-88.8-122.1-88.8-122.111支座摩阻力33.544.833.544.833.544.8121+2+3+9+10+112228.64-196.34118.141956.96-196.34123.571431.53-196.34134.08131+2+4+9+10+112655.52-196.34109.602240.01-196.34117.911466.34-196.34133.38141+2+5+9+10+112598.08-196.34110.752336.26-196.34115.991680.86-196.34129.09151+2+6+9+10+111639.74-196.34129.922337.65-196.34115.961639.74-196.34129.92161+2+7+9+10+111738.92-196.34127.932884.19-196.34105.031738.92-196.34127.93171+2+8+9+10+111957.75-196.34123.563191.42-196.3498.881957.75-196.34123.5618(1)最不利组合1)恒载+单列非对称汽车活载+台后土压力+台后汽车土压力+支座摩阻力2)恒载+三列对称汽车活载+台后土压力+台后汽车土压力+支座摩阻力用最大弯矩组合进行配筋计算，用最大轴力检算111 1.桩在地面处的内力计算图5.8桩身压力(1)桩的计算宽度根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式(P.0.1-1—P.0.1-4)计算得:根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表(P.0.4)的规定计算土压力对地面处桩产生的作用111 1.桩在地面处的内力组合(二)桩身弯矩的计算1.桩身性质(1)桩的计算宽度b0根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)公式(P.0.1-1—P.0.1-4)计算:(2)设，地面下4.6m范围内均为亚粘土或淤泥质亚粘土，查m值表，取桩的换算深度，属弹性桩111 (1)土面处桩的柔度桩尖支撑于非岩石的地基上，可令，则按查表2.桩在地面处的横向位移及转角3.土中任意深度y处桩身弯矩及剪力按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将111 列表计算如下表表5.8土中任意深度y处桩身弯矩0.00.000.000000.000001.000000.00000-313.010.30.86-0.00450-0.000670.999940.30000-527.210.61.71-0.03600-0.010800.998060.59974-694.430.92.57-0.12144-0.054660.985240.89705-790.221.23.43-0.28737-0.172600.937831.18342-810.001.54.28-0.55870-0.420390.810541.43680-763.321.85.14-0.95564-0.867150.529971.61162-667.792.26.28-1.69334-1.90567-0.270871.57538-500.052.67.42-2.62126-3.59987-1.877340.91679-327.213.08.56-3.54058-5.99979-4.68788-0.89126-182.613.59.99-3.91921-9.54367-10.34040-5.85402-69.044.011.42-1.61428-11.73070-17.91860-15.07550-38.95图5.9桩身弯矩111 按查《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)表P.0.8,将列表计算如表5.9表5.9土中任意深度y处桩身剪力0.00.000.000000.000000.000001.00000-260.970.30.86-0.04500-0.00900-0.001010.99992-229.700.61.71-0.17997-0.07199-0.016200.99741-156.150.92.57-0.40443-0.24284-0.081980.98032-66.761.23.43-0.71573-0.57450-0.258860.9171218.561.54.28-1.10468-1.11609-0.630270.7474586.931.85.14-1.54728-1.90577-1.299090.37368132.042.26.28-2.12481-3.35952-2.84858-0.69158154.962.67.42-2.43695-5.14023-5.35541-2.82106142.733.08.56-1.96928-6.76460-8.84029-6.51972107.803.59.991.07408-6.78895-13.69240-13.8261050.304.011.429.24368-0.35762-15.61050-23.14040-6.19111 图5.10桩身剪力(一)桩的配筋及检算桩身剪力为0处，弯矩最大，按内插法计算在，即剪力为0，，(取50)计算长度回转半径m，111 按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)5.3.10规定:计算偏心受压构件正截面承载力时，对长细比的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响。此时，应将轴向力对截面重心轴的偏心距乘以偏心距增大系数。矩形、T形、I形和圆形截面偏心受压构件的偏心距增大系数可按下式计算:式中构件的计算长度；轴向力对截面重心轴的偏心距；截面有效高度，对圆形截面取纵向钢筋所在圆周的半径；截面高度，对圆形截面取为圆形截面半径；荷载偏心率对截面曲率的影响系数；构件长细比对截面曲率的影响系数；设,则，取，取偏心距增大系数实际偏心距由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG111 D62-2004)公式(5.3.9-1)和(5.3.9-2)式(5.2)解得截面配筋率：桩采用C25混凝土，，纵向钢筋采用HRB335钢筋，采用试算法求得，查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)附录C中表C.0.2知A=0.3244，B=0.2628，C=-1.5296，D=1.4216误差0.78%，小于允许误差2%，合格。所以即为所求。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)9.1.12规定：轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋率百分率不应小于0.5。由于，故取选用18φ22HRB335钢筋，提供钢筋面积6842mm2。111 (一)裂缝检算《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)6.4.5：圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其最大裂缝宽度可按下列公式计算：式(5.3-1)式(5.3-2)式中混凝土保护层厚度；钢筋表面形状系数。取；作用(或荷载)长期效应组合系数，,其中和分别为按作用(或荷载)长期效应组合和短期效应组合计算的内力值。《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)4.1.7规定：作用长期效应组合，汽车荷载作用短期效应组合，汽车荷载按作用长期效应组合计算的轴向力(N)按作用短期效应组合计算的轴向力(N)使用阶段的偏心距增大系数。钢筋弹性模量。111 合格(一)单桩承载力验算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）摩擦桩（钻（挖）孔灌注桩）单桩轴向受压承载力容许值，按以下公式计算：式(5.4)式中：——单桩轴向受压承载力容许值(kN)；——桩身周长（）；——桩端截面面积（）；——土的层数；——承台底面以下各土层的厚度（）；——与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值；——桩端土的承载力容许值；——桩端处土的承载力基本容许值，取；——桩端的埋置深度，按40计算；——容许承载力随深度的修正系数，取；——桩端以上各土层的加权平均重度；111 ——修正系数，取；——清底系数，取。粘土及亚粘土，砂土则：满足要求。(一)墩顶水平位移验算根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）表P.0.4桩柱侧面受土压力的单排桩柱式桥台计算用表规定：桩柱顶水平位移式(5.5)式中：n为柱式桥墩上段抗弯刚度与下段抗弯刚度的比值。n=1化简得：111 合格111 小结经过两个多月的努力，我顺利地完成了这次毕业设计的任务—海岩枢纽4号桥引桥下部结构设计。通过毕业设计这个环节，使我进一步强化了所学的知识，同时又从中学到了不少新的知识。不仅使我把大学所学的知识系统化、条理化，而且使我的知识更加完整化。本次毕业设计首先进行了资料整理，对于制定方案结合规范要求进行了细部尺寸拟定。本次毕业设计包括桥台、桥墩及基础的设计及计算。桩柱式桥台；桥墩采用柱式墩，为柔性桥墩；桥台及桥墩基础均采用无承台桩基础。在本次的毕业设计当中，通过阅读及查找桥位处地质资料，对给定的桥式方案进行主桥下部结构的细部尺寸拟定，并进行内力计算和配筋，经检算后各项指标均合格，符合规范要求。毕业设计是对大学学习成绩的一次综合性检验，并使自己的独立思考问题和解决问题的能力有了提高，又锻炼了团队合作意识。毕业设计结合工程实际，使我们所学知识系统的结合起来，各个知识点综合应用，培养正确的思维方式。通过毕业设计对自己专业知识有了很大的提高，但同时也发现自己很多知识学得不够扎实，今后需进一步补充学习。通过本次的设计，要求我们相互协调，交流思想，比选出最合理的方案且熟悉如何查阅规范等，这些在以后的工作中是相当重要的。在这次毕业设计中，不仅提高了我的自学、独立思考能力，而且大量的上机运算，节约了我们大量的计算时间，同时又使我能熟练地运用Midas、AutoCAD、Office等计算软件。111 致谢本设计是在宁贵霞老师和夏修身老师精心指导下完成的，从设计的步骤到具体的工作都得到了两位老师的详细的指点，设计每一部分都凝聚老师的心血。在两个月的时间里，老师朴实无华的作风，严谨治学的精神深深的影响着我，使我终身收益，老师用丰富的实践经验，渊博的理论知识培养和教育我，使我的学业长进，在此，向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。同时，我在做毕业设计中与张鹏云、杨成栋、陈淼博等同学一起讨论，解决疑难，从他们身上我学到了很多大学学习期间遗漏的知识，在这里一并表示感谢。最后感谢兰州交通大学诸位任课教师对我的培养和教育，在以后的学习生活中我一定更加努力，做一名合格优秀的兰州交通大学毕业生。111 参考文献[1]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵设计通用规范（JTGD60—2004）.北京：人民交通出版社，2004年[2]中华人民共和国交通部标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62—2004）.北京：人民交通出版社出版，2004年[3]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵地基与基础设计规范(JTGD63—2007).北京：人民交通出版社，2007年[4]中华人民共和国交通部标准.公路桥梁板式橡胶支座(JT/T4—2004).北京：人民交通出版社，2004年[5]中华人民共和国交通部标准.公路桥梁板式橡胶支座规格系列(JT/T663—2006).北京：人民交通出版社，2006年[6]范立础.桥梁工程（上册）.北京：人民交通出版社，2001年[7]赵建昌.混凝土结构设计原理（上册）.北京：中国铁道出版社，2004年[8]王慧东.桥梁墩台与基础工程.北京：中国铁道出版社，2004年[9]盛洪飞.桥梁墩台与基础工程.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002-12111'