桥墩课程设计计算设计资料上部结构为5孔20m 装配式混凝土简支梁,桥面净宽11m.下部结构采用双柱式圆柱墩。

墩柱及桩身尺寸构造见图，墩柱直径130cm,混凝土C30,f cd =13.8MPa,主筋RB335，f sd =280 MPa,灌注桩直径150cm, 混凝土C20, f cd =13.8MPa,主筋HRB335，f sd =280 Mpa 。

墩顶每片梁梁端设400⨯400mm 板式橡胶支座一个，台顶每片梁梁端设四氟版活动支座一个，板式橡胶支座摩阻系数f=0.05,滑板支座最小摩阻系数f=0.03,一般情况取0.05。

桥台上设橡胶伸缩缝。

盖梁、墩身构造均采用C30混凝土，4c 3.010MPa E =⨯，系梁采用C25混凝土，MPa 102.84C ⨯=E ，主筋采用HRB335级钢筋，4C 2.110MPa E =⨯，箍筋采用R235级钢筋，MPa 102.04C ⨯=E 。

已知数据：一、荷载计算 （一）、恒载计算： 墩柱上部恒载值由上知：(1)上部构造恒载，一孔重：2706.18kN; (2)盖梁自重（半根自重）：5304.29kN; (3)横系梁重:kN 8425.6250.12.1=⨯⨯⨯;(4)墩柱自重:墩柱自重：21.31225398kN 4π⨯⨯⨯=;（二）、活载计算荷载布置及行驶情况参考前面计算，数值直接取用。

1、汽车荷载(1)单孔单车时120255.28kN 0255.28255.28kN B ,B ,B ===+=相应得制动力为：[]2010.50.752380.751033.6kN T %=⨯⨯+⨯⨯=<90kN所以单孔单车时得制动力取为：T=90kN(2)双孔单车时1276.28kN 255.28kN 76.28255.28332.06kN B ,B ,B ===+=相应得制动力为：[]22010.50.752380.751049.35kN 90kN T %=⨯⨯⨯+⨯⨯=<取双孔单车制动力为：T=90kN 。

2、人群荷载(1)单孔单侧人群荷载：12022.5kN 022.522.2kN B ,B ,B ===+=(2)双孔单侧人群荷载：1222.2kN 22.2kN 22.222..244.4kN B ,B ,B ===+=活载中双孔荷载在支点处产生最大反力值，即产生最大墩柱垂直力；活载中单孔荷载产生最大偏心弯矩，即产生最大墩底弯矩。

（三）双柱反力横向分布计算活载布置见图本章图(1)~图(3)。

1、汽车(1)单列汽车布置123.25 2.850.93810.9380.062650K ,K -+====；(2)双列车布置图1 单孔单列车布置（单位：cm ）121403250.71510.7150.285650K ,K -+====；（2）人群(1)单侧人载12462.53251.212101.2120.212650K ,K .--+====；(2)双侧人载50021.K K ==二、 活载内力计算 （一）最大最小垂直力计算最大最小垂直力计算见表最大最小垂直力计算表（二）最大弯矩计算最大弯矩计算见下表图3 单侧人群布置（单位：cm ）图2 单孔双列车布置（单位：cm ）最大弯矩计算表注：制动力对各墩平均分配。

三、墩柱底内力计算通过以上计算结果和经验，利用最大的剪力、弯矩对墩柱进行配筋结果是偏安全的.现将个墩所受内力组合列于下表各墩内力表由上表计算数据比较，纵向弯矩以2号墩柱为大，1号次之，这两个墩柱可以采用同样配筋，3、4号纵向弯矩较小可以采用另一种配筋方式。

2号墩柱为最不利受力墩柱，以下仅对2号墩柱截面配筋。

四、墩柱截面配筋与承载力检算墩柱采用C30混凝土，主筋采用HRB335级钢筋，并取主筋保护层厚度70mm s a =，假定墩柱为一端固定，一端自由计算。

则：04420221224m1364644045m42453.3.175045l l πππI D .,A D Di .l .i .==⨯===⨯======> 按《公预规》第5.3.10条规定，应考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力的影响。

（一）墩柱偏心矩增大系数η以《公预规》5.3.10规定，计算偏心矩增大系数η201200111400l e h h ηζζ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭100.2 2.7e h ζ=+ 02 1.150.01l hζ=-式中， 0e ——00.232(m);M e N==轴向力对截面重心的偏心矩,0l ——024(m);l =构件的计算长度，0h ——0.650.68 1.33(m);s h r r =+=+=0截面的有效高度，对圆形截面h ——3(m)h r 截面高，对圆形取=2=1.; 1ζ——截面偏心率对截面曲率的影响系数； 2ζ——构件长细比对截面曲率的影响系数。

将以上数据分别代入式，结果为：0100.2320.2 2.70.2 2.70.471;1.33e h ζ=+=+⨯= 02241.150.01 1.150.010.971.3l h ζ=-=-=将上述各值代入式(5—1)结果如下：2212124 1.331118.50.4710.9714000.232 1.314000.1741.331.078ηζζ⎛⎫=+=+⨯⨯⨯ ⎪⨯⨯⎝⎭=考虑偏心矩增大系数后的偏心矩：001.0780.2320.250m e e η'==⨯=。

（二）墩柱正截面强度检算由《公预规》第5.3.9条规定，沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其正截面抗压承载力应符合下式的规定：220dcd sd r N Ar f C ρr f ≤+ (1)0033d cd sd γN e Br f D ρgr f ⋅≤+' (2)式中：A,B ——有关混凝土承载力的计算系数，按《公预规》附录C 表C.0.2查;C,D ——有关纵向钢筋承载力的计算系数，按《公预规》附录C 的迭代法由表C.0.2查;r ——圆形截面的半径(cm)；g ——纵向钢筋所在圆周半径与圆截面半径之比：rr g s=。

按《公预规》附录C 的叠代法由表C.0.2查出；1.9681,0.6271,1.4030,1.2706.A B C D ====sd sd sd sd 0.627113.81.27060.0022800.916500.248m1.968113.81.40300.002280Bf D gf e r Af C f ρρ'+⨯+⨯⨯⨯==⨯=⨯+⨯⨯'+e 与00.250m e η=接近，可以。

式(1)右项：2222cd sd 0d 1.968113.86501.40300.00265028011584kN 2139.8kNAr f C r f r N ρ'+=⨯⨯+⨯⨯⨯=>=满足要求。

式(2)右项：3333cd sd 0.627165013.81.27060.0026502800.919256.32kN>2139.80.250=535kNBr f D gr f ρ'+=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯也满足要求。

（三）截面主筋配置以《公预规》式 （C.0.2—2）判断是否按最小配筋计算：cd 00sd 13.80.62710.651.96810.25002801.40300.2501.27060.910.65f Br A e C e Dgr f ηρη-⨯-⨯==⨯<-⨯-⨯⨯'应按最小配筋率配置截面主筋:220.00213002653mm 4g A A πρ==⨯⨯=柱.所以选用12根直径22mm 的钢筋， 提供Ag =45.62cm 2，钢筋中距28mm ；箍筋选用螺旋型钢筋间距为200mm 。

五、墩柱稳定性检算48l i>,由《公预规》第5.3.2条规定，其正截面抗压承载力符合下式规定： ()0d cd sds 0.9γN f A f A ϕ''≤+ 式中：d N ——轴向力组合设计值，d 2139.8kN N =；ϕ——轴压构件稳定系数，按《公预规》表5.3.1取用,内插取0.82；A ——构件毛截面面积(cm 2)；S A '——全部纵向钢筋的截面面积(cm 2)。

0d s 32cd sd 102139.810091013.812000940280π...γN -.f A A f ϕ⋅⨯⨯-⨯⨯⨯⨯'==≤'所以，墩柱按构造配筋即可，按构造配筋时其稳定性满足规范要求, 箍筋选用直径为8mm 的螺旋筋，螺距8mm 。

六、墩身裂缝验算按《公预规》第6.4.5条规定，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式计算：()()ss fk 12s 2s s 3ss 2cu,k 003004152mm 594228010165MPa οσdW C C ...C ΕρN ηe σ....ρπr f r -⎡⎤⎛⎫=++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦式中各符号的意义见前述。

由于s 0ss 0.25 2.8280101006500<24MPaηe ...r σ⨯⨯-=-≤≤ 依照规范墩身裂缝宽度不必计算。

七、桩基检算双柱式钻孔灌注桩的计算：桩直径1.5m ，用C20的混凝土，f cd =9.2MPa,E h =2.6×104MPa,主筋采用HRB235，f sd =280MPa.。

计算图式参见附图，由于1、2号墩前章已检算，3、4号墩采用桩基础，比较3号与4号桩长，3号墩较4号墩长，为最不利受力墩，仅检算3号墩。

（一） 荷载计算计算桩基时考虑墩柱底以下(24.21-21.6)=2.6m 的冲刷。

灌注桩按“m ”法计算,m =10000kN/m 41、桩顶作用力计算 （1）恒载计算①两跨荷载反力： 1=1741.38 kN N ②横系梁重： 2=42kN N ③盖梁自重反力： 3=304.29 kN N ④每根墩柱重： 4 =99.5 kN N (5)每延米桩自重： m kN 49.26155.142⋅=⨯⨯=πq（2）活载计算①两跨活载反力： 5=603.05+53.86=656.91kN N ②单跨活载反力： 6=483.61+44.44=528.05kN N ③水平力制动力： 745kN N = 作用点在支座中心，距桩顶距离为 10.0421.53 4.121m 2⨯++= 作用于桩顶的外力为：656.91max=1741.38+304.29+42+99.5+2515.85kN 2N = max 463.010.2522.5 4.12144.440.25312.46kN M =⨯+⨯+⨯=45max 22.5kN 2H ==（二）墩柱底以下2.6m 最低冲刷线处作用力计算墩身底最低冲刷线处的作用力，以规范规定：最低冲刷线以上取其段桩身自重，以下部分按桩身的一半取。