拱桥结构计算书
B2= -12.15810
C2= -10.6084
D2= -3.7665
A2*B1-A1*B2= -32.3521
aEcI= 462424.49
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007附录P第 P.0.4第三条规定 :
−
h =αh
13.46 m>2.5m时, kh=0
(1)当H0=1时
Pmix= 95.6214 kN
2)、桩基最大水平位移的验算
按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007附录P表P.0.4中公式计算 x0
x0
=
δ H (0) 0 HH
+
M
0δ
(0) HM
=
0.0058 m
= 5.80 <6mm
φ0 值:
符合设计要求
φ0
=
−(H0δM(0H)
+
M0δ
(0) MM
所以,b1=
1.58 m
(2)、桩的变形系数
α = 5 mb1 式中EI=0.8EcI= 1099560 EI
KN/m2
承台底以下hm=2(d+1)= 4
m深度内深度内只有一层土 故m值直接查《公路桥涵地基
与基础设计规范》JTG D63-2007附录P表P.0.2-1取用,即m=
3000
则α =
0.34
根据《公路桥涵设计手册 墩台与基础》中得到:
ρ=
fcd fsd
.
Br − A(ηe0) C(ηe0) − Dgr
=
= 0.0111
1.113 %
Nu = Ar2 fcd +Cρr2 fsd = 1876.63 KN > 1377.01 kN
得到当ζ=
0.38
A= 0.8074
B= 0.5191
C= -0.5707
40
>17.5,
则在垂直与弯矩作用平面的承载力为
Nu
=0.9ϕ(
fcd
Ac
+
f
1 sd
As )
=
2376.31
故稳定系数 ϕ = 0.23
KN > N= 1377.01 KN
在弯矩作用平面内
ηe0 =
Bfcd + Dρ gfsd Afcd + Cρ fsd
=
在弯矩作用平面内的承载力为
Nu = Ar2 fcd +Cρr2 fsd =
故只需对此处桩截面的强度进行验算。该截面处桩的内力为:
MZ= 239.49
KN.m
{P=
1182.62
+ = 95.62
= 1377.01 KN
γ×π×Z×0.5+d×π×0.5×Z 290.01 KN
取钢筋保护层ag=
6
cm,那么:
rg=r-ag=
44
cm,
g=rg/r= 0.88 m
h0= 0.94 m
2、桩基础稳定性验算
1)桩顶(承台底)处荷载Pi、Qi、Mi及P0、Qi、Mi的计算
参数计算
(1)、桩的计算宽度b1
b1=kkf(d+1)
其中k1= 1
kf= 0.9
d= 1 m
故,b1= 1.8
又L1= 2.5
m
h1=3(d+1)= 6
m
又有L1= 2.5
<
0.6h1= 3.6
m
故,κ=b2+[(1-b2)/0.6].〔L1/h1〕= 0.878
D= 1.8609
刚好能满足桩基配筋,
求所需的纵向钢筋截面面积
As=ρπr2= 8741.67 mm2,,钢筋根数n=
23.0
现选用
22
号钢筋进行配筋,实际配筋面积为 8741.67 mm2
钢筋布置同时需满足规定的净距不应小于50mm且不应大于350mm的要求。
校核
1、在垂直与弯矩作用平面内
长细比l0/d=
)
=
所以,桩顶处水平位移为:
Δ = x0 − φ0l0 + xQ + Δ 0 =
-5.51 10-4rad
5.80 <[△]=0.5*h0.5=
31.62 mm
符合设计要求
3、桩基截面强度验算
(1)、求地面线以下深度z处截面上的弯矩Mz及桩侧水平应力σz
求Mz
Mz
=
H0 α
mH
+
M 0mM
式中无量纲系数 mH、mM值由《公路桥涵钻孔桩计算手册》附表查得,
C=P/γcc= 1559.76 EcI
γαα=nρHH= 0.1650 EcI
γββ=nρMM+ρPP∑K1X2i=
7.04 EcI
γαβ=γβα=-nρHM= -0.4530 EcI
α=(γββ(H-∑Qq)-γαβ(M-∑Mq))/(γαα*γββ-γαβ2)= 7971.789 /EcI
β=(γαα(M-∑Qq)-γαβ(H-∑Mq))/(γαα*γββ-γαβ2)= 757.9402 /EcI
=
l02 3EI
+
δ (0) MM
l02
+
2δ
(0) MH
l0
+
δ (0) HH
=
4.5865E-05
δ MH
=
l
2 0
2EI
+
δ l ( 0 ) MH 0
+
δ (0) MH
=
δ HM
= δ MH
=
l02 2EI
+
δ
(0) MH
l0
+
δ
(0) HM
=
δ MM
=
l0 EI
+
δ
(0) MM
=
1.0283E-05 1.0283E-05 3.7459E-06
4
0.651 0.462 470.1922 -240.21 224685 -211.62 231.85
4
0.532 0.32 384.2431 -166.38 217.86
4
0.413 0.243 298.2939 -126.35 171.95
4
0.355 0.176 256.4028 -91.51 164.89
当N=P= 290.01 KN, M=
239.49 KN.m 0.174 m
239.49 KN.m
ηe0= 0.737567
13
计算偏心距增大系数为e0=M/N=
e0/d= 0.174
αe=
82.58 cm 0.3540
不符合条件除去,除去 lp=l0+h= 40 m
计算受压区高度系数
桩基材料混凝土采用C30普通混凝土,受拉钢筋采用HRB335钢筋。
8.6667
2.6
9.3333
2.8
10.0000
3
11.6670
3.5
13.3330
4
4
0.529 0.959 382.0763 -498.62 -116.55
4
0.592 0.938 427.5787 -487.71 -60.13
4
0.646 0.913 466.5808 -474.71 -8.13
12
2.0000
0.6
2.3333
0.7
2.6667
0.8
3.0000
0.9
3.3333
1
3.6667
1.1
4.0000
1.2
4.3333
1.3
4.6667
1.4
5.0000
1.5
5.3333
1.6
5.6667
1.7
6.0000
1.8
6.3333
1.9
6.6667
2
7.3333
2.2
8.0000
2.4
= ρMM
=
δ HH δHHδMM − (δMH )2
=
694256.10
0.5051 EcI
(4)、计算承台底面原点O处位移 c、α 、β
按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007附录P表P.0.7中公式计算c、α 、β 值:
C=P/rcc 其中rcc=n*ρpp= 1.6390 EcI
mz计算见下表4.1所示:
Z
0.0000 0.3330 0.6667 1.0000 1.3333 1.6667
−
Z=αZ
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
−
h =αh
4 4 4 4 4 4
内力汇总表
mH
mM
0 0.16 0.197 0.299 0.377 0.458
1 1 0.998 0.994 0.986 0.975
计算偏心距增大系数
长细比l0/d= 40 >17.5 故需考虑偏心距增大系数
由ζ1=0.2+2.7×e0/h0=
0.6996
ζ2=1.15-0.01×l0/h= 0.75
由
η
= 1+ 1400
1 e0
/ h0
(
l0 h
)2
ζ
1ζ
2
=
4.2408
当N=P= 1377.01 KN, M=
计算偏心距增大系数为e0=M/N=
-3.93 1876.63
故桩基配筋符合设计要求。
KN > 1377.01 kN
14
3、承台结构设计
如上图,已知承台高h=2m ,宽a=5m,长b=5.5m ,承台桩基采用φ1000钻孔灌注桩