柱式墩计算书.doc

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1、xxxxx高速公路常见跨径组合桥墩的计算xxxxx高速公路桥梁上部结构大部分采用先简支后连续预应力混凝土箱梁或板梁，下部结构采用双柱式墩、柱式台或肋台,钻孔灌注桩基础。为了设计方便，给出如下几种跨径组合下相应的桥墩几何参数的计算书。设计参数：（见下表）跨径组合(m)梁型式墩高(m)柱径（m)配筋率ρ（‰）支座类型（连续端)支座类型（非连续端)5×20箱梁≤121.37.94GYZ325×55GYZ4325×55≤201.47.46GYZ325×55GYZ4325×554×25箱梁≤121.47.46GYZ350×66GYZ

2、4350×66≤201.57.08GYZ350×66GYZ4350×666×30箱梁≤121.57.53GYZ375×77GYZ4375×77≤201.68.33GYZ375×77GYZ4375×77设计荷载：公路－Ⅰ级，qk=10.5KN/m；集中荷载的取值视桥梁跨径的不同取值见下表：跨径组合(m)pk(KN)5×202404×252606×30280桥墩墩身材料：C30混凝土，Ec=3.0×104Mpa；非连续端采用滑板式支座，其规格与对应的连续端的板式支座相同。支座的力学性能根据规范取值。一、桥墩墩顶集成刚度计算1、

3、桥墩截面惯性矩计算按照公式：Ii=π×d4/64；其中d为柱径。2、桥墩抗推刚度计算根据公式K1＝3×EcI/H3计算，其中混凝土的弹性模量没有考虑0.8的折减系数是偏于安全的。计算结果见下表：跨径组合(m)墩高H(m)柱径d（m)Ii(m4)K1（KN/m）5×20≤121.30.1427302≤201.40.2492795.74×25≤121.40.1899821.6≤201.50.2492795.76×30≤121.50.24912943≤201.60.3223619.13、支座抗推刚度计算支座抗推刚度按下式计算：K

4、2=nAG/t式中K2：一横排支座的抗推刚度；n:一横排支座的支座个数，每个梁底放置两个支座，8个支座串连放置在盖梁上,所以每个墩分配的支座个数为4，所以n=4；A:一个支座的平面面积，根据具体的支座规格计算；G:橡胶支座剪切弹性模量，根据规范取1.1×104Mpa；t：支座橡胶层总厚度，根据橡胶支座的规格取橡胶支座厚度的0.8倍。计算结果见下表：跨径组合(m)墩高H(m)支座类型（连续端)K2（KN/m）5×20≤12GYZ325×558295.8≤20GYZ325×558295.84×25≤12GYZ350×66801

5、7.6≤20GYZ350×668017.66×30≤12GYZ375×777889≤20GYZ375×7778894、墩顶与支座集成刚度的计算在墩顶有一排支座串连，再与墩顶刚度串连，串连后的刚度即为支座顶部由支座与桥墩联合的集成刚度。其计算公式为：K=K1×K2/（K1+K2）计算结果见下表：跨径组合(m)墩高H(m)K（KN/m）5×20≤123883.6≤2020914×25≤124414.2≤202072.96×30≤124901.5≤202481二、桥墩墩顶水平荷载效应计算1、混凝土收缩+徐变在墩顶产生的水平力按照

6、公式：p1＝c×△x×k其中：c-收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变按相当于降温30℃的影响力计算，c＝30×10-5；△x－桥墩距离变形零点的距离；变形零点x根据以下公式计算：li：桥墩矩桥台的距离；n：桥墩个数；k：桥墩顶部合成刚度；：桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，由于联端支座与桥台支座的摩阻力大小相差不大，方向相反，所以近似地认为＝0。计算结果见下表：跨径组合(m)墩高(m)x(m)p1(KN)5×20≤125035.0≤205018.84×25≤125033.1≤205015.56×30≤129088.2

7、≤209044.7计算中没有考虑桥墩刚度的差异是出于如下考虑：首先，由于桥墩小于12米时，根据规范和相关资料可以不考虑二阶弯矩的影响，这就大大降低了由于竖向荷载引起的弯矩的数值；其次，墩高的降低虽然增加了墩的刚度而导致了相同变形下水平力的增加，但由于墩高的降低，墩顶水平力在墩底产生的弯矩也有所降低；出于以上两项的考虑，在荷载相同的情况下，如果高12米的墩根据计算是安全的，则小于12米的墩也是安全的。当墩高大于12米小于20米时，虽然不能不考虑二阶矩的影响，但是墩高的降低同时降低了二阶矩的影响和水平力在墩底产生的弯矩，所以，

8、如果20米的墩高根据计算是安全的则在荷载和的墩的设计参数相同的情况下，小于20米的桥墩也是安全的。2、降温在墩顶产生的水平力p2＝c×△x×k该式符号的意义同上式，c的取值为降温25℃时材料的收缩系数，c＝25×10-5。计算结果见下表：跨径组合(m)墩高(m)x(m)p2(KN)5×20≤125029