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1、空心墩墩身计算书一、设计资料桥梁跨径：L=40m路基宽度：W=26m桥梁跨径组合：440m空心墩尺寸：横桥向宽度4.25m（对应悬臂长度3.5m）顺桥向宽度2.4m、3m、4m三种空心墩壁厚：空心墩尺寸表 桥墩宽度（m）桥墩厚度（m）顺桥向壁厚（m）横桥向壁厚（m）使用范围（桥墩高度范围）4.252.40.40.440m50m4.2530.50.550m60m4.2540.50.560m70m二、桥墩集成刚度计算假定1、一联桥中，仅仅计算三个中墩的受力，不考虑过渡墩的受力。2、偏安全考虑，汽车制动力的分配按照三个中墩的集成刚度分配。3、一联桥梁中，空心桥墩墩高分别采用低限和高限的组合 即：采用
2、2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用40m、50m、50m；采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用50m、60m、60；采用2.4米厚的空心墩，一联中桥墩高度分别采用60m、70m、70。4、主梁的收缩徐变折成降温计算，降温温度取30。5、为取得最大水平力，温度变化须与收缩徐变变化一致，升温不控制设计，升温水平力不做计算。故由温度变化引起的水平力，仅考虑降温引起，降温温度取25。6、在中墩处均设置固定支座，过渡墩处设置滑板支座。三、桥墩集成刚度计算1、桥墩几何参数计算 空心墩墩身惯矩按照下式计算： 桥墩几何参数墩身宽b墩身厚h壁厚t墩高H(m)面积A墩身惯矩I(m)(m)(m)1
3、号墩2号墩3号墩(m2)(m4)4.252.40.44050504.683.724.2530.55060606.257.404.2540.56070707.2515.352、桥墩抗推刚度计算按照铁路桥涵设计规范（TBJ2-85）第5.3.1条，计算抗推刚度时，混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的0.8倍，桥墩抗推刚度按照下式计算,即：其中：E-混凝土弹性模量，C30混凝土，E=3104MPa； H-桥墩高度桥墩抗推刚度墩身宽b墩身厚h壁厚t桥墩刚度（KN/m）(m)(m)(m)1号墩2号墩3号墩4.252.40.44183 2142 2142 4.2530.54260 2465 2465 4.
4、2540.55118 3223 3223 3、支座刚度计算 支座为板式橡胶支座，规格为GYZ42599，每个桥墩顶8个支座。 支座刚度按照下式计算,即： 其中：n-支座的个数；A-支座的面积；G-支座的剪切模量，取1.1104MPa；t-支座橡胶厚度，取支座高度的0.8倍； 支座刚度：z=15763KN/m4、桥墩集成刚度计算桥墩与支座串联，桥墩的集成刚度按照下式计算,即：桥墩集成刚度支座刚度桥墩抗推刚度（KN/m）桥墩集成刚度（KN/m）(KN/m )1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩157634183 2142 2142 3306 1886 1886 157634260 2465 246
5、5 3354 2132 2132 157635118 3223 3223 3864 2676 2676 四、桥墩墩顶水平力计算1、一联桥梁变形零点计算变形零点按照下式计算,即： 其中：C收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55，C=1E-555=0.00055； -桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积； -桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，如为滑板支座，取0。 桥墩变形零点墩身宽b墩身厚h壁厚t变形零点(m)(m)(m)(m)4.252.40.472.0 4.2530.573.6 4.2540.574.8 注：表中变形零点为距离小桩号过渡墩（桥台）的距离。2、收缩徐变、降温产生的水平
6、力 水平力按照下式计算,即： 其中：C收缩系数； t收缩徐变或降温的温度差； X桥墩距离变形零点的距离； Ki桥墩抗推刚度。收缩徐变、降温产生的水平力墩身厚h收缩徐变水平力（KN）降温水平力（KN）(m)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.431.7 -4.5 -27.2 26.4 -3.8 -22.6 333.8 -4.1 -29.7 28.2 -3.4 -24.7 440.4 -4.1 -36.2 33.7 -3.4 -30.2 表中水平力正号表示力的方向指向小桩号过渡墩（桥台），负号表示力的方向背离小桩号过渡墩（桥台）。3、墩顶制动力计算桥梁一联长度：440=160m，均布荷载qk=
7、10.5KN/m，集中荷载Pk=320KN一列车道荷载的10%为(16010.5+320)10%=200KN165KN故：总制动力Hz=20030.78=468KN每个桥墩上分配的制动力为：墩顶制动力墩身厚h制动力墩顶制动力（KN）(m)(KN)1号墩2号墩3号墩2.4468 231.2 118.4 118.4 3468 216.9 125.5 125.5 4468 207.1 130.4 130.4 4、风力计算横桥向风荷载假定水平的垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上，其标准值按照JTG D60-2004第4.3.7条公式计算。；其中： k0 - 设计风速重现期换算系数，对于单孔跨径为大桥
8、和特大桥的桥梁，k0=1.0； K1 - 风阻力系数，由JTG D60-2004表4.3.7-6查取k1表墩宽度b(m)墩厚度h(m)墩高度H(m)b/tH/bk14.252.4501.7720.81.3924.253601.4220.01.5484.254701.0617.51.723 K3 - 地形、地理条件系数，由JTG D60-2004表4.3.7-1取用，本桥取为1.4； K2 - 考虑地面粗糙程度类别和梯度风的风速高度变化修正系数，由JTG D60-2004表4.3.7-3取用，本桥按照70米高度、B类地面粗糙程度，取为1.36； K5 - 阵风风速系数，本桥按照B类地表，取为1.
9、38； g 重力加速度，g=9.81m/s2 V10 0.45KN/m2按照JTG D60-2004第4.3.7条第2款，“桥墩上的顺桥向风荷载标准值可按横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积计算”。纵桥向、横桥向风力表K0K1K3K2K5W0(KN/m2)Awh(m2)横桥向风力Fwh(KN)纵桥向风力Fwz(KN)11.3921.41.361.380.4596296.5367.611.5481.41.361.380.45150515.3511.011.7231.41.361.380.45240917.6682.5五、桥墩墩墩底弯矩计算1、收缩徐变产生的弯矩收缩徐变产生的弯矩表墩身厚h墩高(m)
10、收缩徐变水平力（KN）收缩徐变弯矩(KNm)(m)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.440505031.7 4.5 27.2 1268 227 1358 350606033.8 4.1 29.7 1689 246 1781 460707040.4 4.1 36.2 2423 290 2537 2、降温产生的弯矩产生的弯矩表墩身厚h墩高(m)降温水平力（KN）降温弯矩(KNm)(m)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.440505026.4 3.8 22.6 1057 189 1132 350606028.2 3.4 24.7 1408 205 14
11、84 460707033.7 3.4 30.2 2019 241 2115 3、汽车制动力产生的弯矩汽车制动力产生的弯矩表墩身厚h墩高(m)汽车制动力水平力（KN）汽车制动力弯矩(KNm)(m)1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.4405050231.2 118.4 118.4 9249 5919 5919 3506060216.9 125.5 125.5 10846 7532 7532 4607070207.1 130.4 130.4 12428 9131 9131 4、风荷载产生的弯矩风荷载产生的弯矩表墩身厚h墩高(m)风荷载水平力（KN）风荷载弯矩(KNm)(m)1
12、号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩1号墩2号墩3号墩2.4405050231.2 118.4 118.4 9249 5919 5919 3506060216.9 125.5 125.5 10846 7532 7532 4607070207.1 130.4 130.4 12428 9131 9131 六、桥墩墩墩底荷载组合1、荷载组合荷载组合分别按照基本组合、短期组合和长期组合进行荷载组合。基本组合用于承载能力极限状态的配筋计算；短期组合和长期组合用于正常使用极限状态的裂缝计算。基本组合、短期组合和长期组合均按照以下三种情况进行：组合：未架梁，此时桥墩承受桥墩自重和风荷载；组合：架梁后，此时桥墩
13、承受桥墩自重、上部恒载、主梁的收缩徐变、温度荷载和风荷载；组合：运营状态，此时桥墩承受桥墩自重、上部恒载、活载、主梁的收缩徐变、温度荷载和风荷载；、基本组合按照JTG D60-2004第4.1.6条计算： 计入荷载组合系数后，M、N的计算式如下：组合：M=1.1风荷载弯矩N=1.2（盖梁+墩身）组合：M= 1.0收缩徐变弯矩+0.7（1.4降温弯矩+1.1风荷载弯矩）N=1.2（盖梁+墩身）+1.2上部恒载组合：M=1.0收缩徐变弯矩+1.4制动力弯矩+0.7（1.4降温弯矩+1.1风荷载弯矩）N=1.2（盖梁+墩身）+1.2上部恒载+1.4活载、短期组合按照JTG D60-2004第4.1.
14、7条计算计入荷载组合系数后，M、N的计算式如下：组合：Ms=1.0风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）组合：Ms=1.0收缩徐变弯矩+0.8降温弯+0.75风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）+1.0上部恒载组合：Ms=1.0收缩徐变弯矩+0.7制动力弯矩+0.8降温弯矩+0.75风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）+1.0上部恒载+0.7活载、长期组合按照JTG D60-2004第4.1.7条计算计入荷载组合系数后，M、N的计算式如下：组合：Ms=1.0风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）组合：Ms=1.0收缩徐变弯矩+0.8降温弯+0.75风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）+1.0上部恒
15、载组合：Ms=1.0收缩徐变弯矩+0.4制动力弯矩+0.8降温弯矩+0.75风荷载弯矩Ns=1.0（盖梁+墩身）+1.0上部恒载+0.4活载荷载基本组合、短期组合和长期组合表如下。荷载基本组合表墩身厚度(m)荷载组合1号桥墩2号桥墩3号桥墩恒载(KN)活载 (KN)墩身+盖梁自重(KN)M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)M(KNm)N(KN)1号墩2号墩3号墩2.4组合808756164857020101097020120491248468058505850组合1053920075924214791273521479组合209142182290392322617831232263组合
16、1405293758431125016862112507812.593759375组合17318238341319257092030625709组合2809025581115832745625584274564组合22522130501501152252627615225108751268812688组合27207275092062296843118229684组合375672925614360314313578631431“活载”中已计入冲击系数0.27。荷载短期组合表墩身厚度(m)荷载组合1号桥墩2号桥墩3号桥墩恒载(KN)活载 (KN)墩身+盖梁自重(KN)Ms(KNm)Ns(KN)Ms
17、(KNm)Ns(KN)Ms(KNm)Ns(KN)1号墩2号墩3号墩2.4组合7352 4680 441 5850 9190 5850 12049983468058505850组合7628 16729 709 17899 9156 17899 组合14102 17417 4853 18587 13300 18587 3组合12775 7813 766 9375 15329 9375 7812.593759375组合12397 19862 985 21424 14466 21424 组合19989 20550 6258 22112 19738 22112 4组合20475 10875 1365 1
18、2688 23887 12688 108751268812688组合19395 22924 1507 24737 22145 24737 组合28094 23612 7898 25425 28536 25425 “活载”中不计冲击系数。荷载长期组合表墩身厚度(m)荷载组合1号桥墩2号桥墩3号桥墩恒载(KN)活载 (KN)墩身+盖梁自重(KN)Ml(KNm)Nl(KN)Ml(KNm)Nl(KN)Ml(KNm)Nl(KN)1号墩2号墩3号墩2.4组合7352 4680 441 5850 9190 5850 12049983468058505850组合7628 16729 709 17899 915
19、6 17899 组合11327 17122 3077 18292 11524 18292 3组合12775 7813 766 9375 15329 9375 7812.593759375组合12397 19862 985 21424 14466 21424 组合16735 20255 3998 21817 17478 21817 4组合20475 10875 1365 12688 23887 12688 108751268812688组合19395 22924 1507 24737 22145 24737 组合24366 23317 5159 25130 25797 25130 “活载”中不计
20、冲击系数。荷载短期组合偏心距及大小偏心判定墩身厚度(m)1号桥墩2号桥墩3号桥墩Ms/Ns0.3h大/小偏心Ms/Ns0.3h大/小偏心Ms/Ns0.3h大/小偏心2.41.5710.72大偏心0.0750.72大偏心1.5710.72大偏心0.4560.72小偏心0.0400.72小偏心0.5120.72小偏心0.8100.72大偏心0.1680.72大偏心0.7160.72大偏心31.6350.9大偏心0.0820.9大偏心1.6350.9大偏心0.6240.9小偏心0.0460.9小偏心0.6750.9小偏心0.9730.9大偏心0.1830.9大偏心0.8930.9大偏心41.8831
21、.2大偏心0.1081.2大偏心1.8831.2大偏心0.8461.2小偏心0.0611.2小偏心0.8951.2小偏心1.1901.2大偏心0.2051.2大偏心1.1221.2大偏心2、配筋计算及承载能力验算墩身计算采用如下方法：1、对于大偏心受力状态下，采用裂缝控制计算，用于计算墩身钢筋的计算；2、利用按照裂缝计算的配筋，计算承载能力极限状态下是否满足要求。裂缝计算按照JTG D60-2004 第6.4.3条：；当0.006时，取=0.006时；当0.02时，取=0.02。参数计算b(m)桥墩号组合壁厚(m)Ns(KN)h(m)e0(m)h0(m)l0(m)sfesZ4.251号墩组合0
22、.44680 2.41.571 2.15401.095 0.802 2.850 1.841 组合0.416729 2.40.456 2.15401.327 0.802 1.735 1.792 组合0.417122 2.40.810 2.15401.184 0.802 2.089 1.816 3号墩组合0.45850 2.41.571 2.15501.149 0.802 2.934 1.843 组合0.417899 2.40.512 2.15501.456 0.802 1.875 1.803 组合0.418292 2.40.716 2.15501.326 0.802 2.079 1.816 1号
23、墩组合0.57813 31.635 2.75501.117 0.591 3.256 2.296 组合0.519862 30.624 2.75501.306 0.591 2.245 2.190 组合0.520255 30.973 2.75501.196 0.591 2.594 2.241 3号墩组合0.59375 31.635 2.75601.168 0.591 3.340 2.301 组合0.521424 30.675 2.75601.407 0.591 2.380 2.212 组合0.521817 30.893 2.75601.308 0.591 2.598 2.241 1号墩组合0.510
24、875 41.883 3.75601.112 0.433 4.024 3.041 组合0.522924 40.846 3.75601.249 0.433 2.987 2.861 组合0.523317 41.190 3.75601.177 0.433 3.331 2.939 3墩组合0.512688 41.883 3.75701.152 0.433 4.100 3.049 组合0.524737 40.895 3.75701.321 0.433 3.112 2.892 组合0.525130 41.122 3.75701.256 0.433 3.339 2.941 裂缝计算墩身厚度(m)桥墩号组合壁
25、厚(m)根数钢筋直径(mm)钢筋应力(MPa)C1C2C3ES(MPa)含筋率裂缝(mm)2.41号墩组合0.4362.5145.1 11.500 12.0E+050.0060 0.176 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.4362.5145.4 11.492 12.0E+050.0060 0.175 2.43号墩组合0.4482.5147.0 11.500 12.0E+050.0076 0.170 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.4482.5112.4 11.492 12.0E+050.0076 0.130 31号墩组合0.5482.5138.6 11.500 12.0E+050.0060
26、 0.168 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.5482.5135.4 11.493 12.0E+050.0060 0.163 33号墩组合0.5582.5148.7 11.500 12.0E+050.0065 0.178 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.5582.5121.9 11.493 12.0E+050.0065 0.145 41号墩组合0.5562.5127.8 11.500 12.0E+050.0060 0.155 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.5562.5113.0 11.494 12.0E+050.0060 0.137 43墩组合0.5602.5148.4 11.500
27、12.0E+050.0060 0.180 组合小偏心构件，不计算裂缝组合0.5602.5115.6 11.494 12.0E+050.0060 0.140 承载能力计算b(m)桥墩号组合壁厚(m)fsd(MPa)bfcd(MPa)组合0N(KN)组合0M(KNm)抵抗Nu(KN)抵抗Nu*e0(KNm)是否满足要求4.251号墩组合0.42800.5613.8889661783247463627满足要求组合0.42800.5613.811593220823247463627满足要求组合0.42800.5613.823005240043247463627满足要求3号墩组合0.42800.5613
28、.81112077223247466761满足要求组合0.42800.5613.814008236273247466761满足要求组合0.42800.5613.819614255493247466761满足要求1号墩组合0.52800.5613.815457103134381499880满足要求组合0.52800.5613.819050262174381499880满足要求组合0.52800.5613.830899281394381499880满足要求3号墩组合0.52800.5613.8185491237543814103316满足要求组合0.52800.5613.8223362828043
29、814103316满足要求组合0.52800.5613.8281433020243814103316满足要求1号墩组合0.52800.5613.8247751435551542142687满足要求组合0.52800.5613.8299283026051542142687满足要求组合0.52800.5613.8413233218251542142687满足要求3墩组合0.52800.5613.8289041674851542144611满足要求组合0.52800.5613.8343003265251542144611满足要求组合0.52800.5613.8393643457451542144611满足要求空心墩配筋表桥墩厚度（m）墩高（m）根数钢筋直径含筋率(mm)()2.4405048255.033506058254.564607060254.06表中钢筋根数为一侧墩壁双层钢筋根数。
