墩柱计算1213.ppt

12010年12月（墩柱计算）21 1、墩柱计算内容、墩柱计算内容 内力计算内力计算 ：墩柱计算截面的弯矩和轴力墩柱计算截面的弯矩和轴力《《通用规范通用规范》》4.34.3 荷荷载载组组合合 ：：根根据据不不同同验验算算要要求求，，分分别别进进行行承承载载能能力力组组合合及及正正常使用组合常使用组合《《通用规范通用规范》》4.1.6~4.1.74.1.6~4.1.7 偏心受压构件截面验算：偏心受压构件截面验算： 承载能力验算、正常使用验算承载能力验算、正常使用验算3剪力：剪力：恒载、活载、恒载、活载、制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩制动力、支摩力、升降温作用、徐变收缩 作用等作用等弯矩：剪力引起的弯矩弯矩：剪力引起的弯矩, ,恒载偏心引起弯矩恒载偏心引起弯矩轴力：恒载、活载等轴力：恒载、活载等2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算（（ 《《通用规范通用规范》》4.34.3））4 水平力计算水平力计算1 1、汽车制动力：、汽车制动力：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算5 水平力计算水平力计算2 2、支摩阻力：、支摩阻力：F=GF=G* *μμ如果水平力大于如果水平力大于支摩阻力，按照支摩阻力取值支摩阻力，按照支摩阻力取值2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算6 水平力计算水平力计算3 3、体系升降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配。

体系升降温、收缩徐变引起的水平力，按照各墩进行刚度分配升降温引起的水平力：升降温引起的水平力：F=Δ*Ki=α*t*L*Ki=0.00001*tF=Δ*Ki=α*t*L*Ki=0.00001*t* *L*KiL*KiL----iL----i墩距不动点的距离墩距不动点的距离 KiKi————i i墩的刚度墩的刚度t t————升降温差升降温差收缩徐变可按照收缩徐变可按照1010°°计算，与降温进行不利效应叠加计算，与降温进行不利效应叠加2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算7 水平力计算水平力计算4 4、离心力：、离心力：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算8 水平力计算水平力计算5 5、地震力：、地震力：按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合按照规则桥梁计算，作为偶然荷载组合2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算9 水平力计算水平力计算6 6、其他荷载、其他荷载————风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载风荷载、水压力、冰荷载、撞击荷载2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算10 竖直力计算竖直力计算根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力根据帽梁分析结果计算作用于墩顶的内力。

2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算11 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算121 1、桥墩刚度计算、桥墩刚度计算K K墩墩=3*0.8Ec*I/h3=3*0.8Ec*I/h3 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配计入桩土作用计入桩土作用 ( m( m法法 ) )：：简化不计桩土作用：简化不计桩土作用：2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算132 2、板式橡胶支座刚度计算、板式橡胶支座刚度计算 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算143 3、刚度合成、刚度合成支支座座与与墩墩柱柱刚刚度度串串联联，，再再多多个个墩墩柱柱并并联联，，得得到到一一联联桥桥下下部部结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配结构的抗推刚度，水平力按照各墩占一联刚度比进行分配K合=K*Kr/(K+Kr)K K、、KrKr————分别是墩柱和支座刚度分别是墩柱和支座刚度 桥墩刚度计算及水平力分配桥墩刚度计算及水平力分配2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算15 其他计算荷载其他计算荷载1 1、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用、考虑施工因素，上部结构恒载的偏心作用2 2、位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力。

位于纵坡上，支座不能保证决对水平，重力可能产生水平分力3 3、顺桥向和横桥向弯矩组合、顺桥向和横桥向弯矩组合2 2、墩柱内力计算、墩柱内力计算16 规范基本规定规范基本规定3 3、荷载组合、荷载组合173 3、荷载组合、荷载组合 规范基本规定规范基本规定184 4、截面验算、截面验算 桥墩承载力验算桥墩承载力验算按照偏心受压构件计算按照偏心受压构件计算19 桥墩承载力验算桥墩承载力验算4 4、截面验算、截面验算20 桥墩抗裂验算桥墩抗裂验算4 4、截面验算、截面验算21 桥墩位移验算桥墩位移验算8585规范对桥墩位移有规定，现规范对桥墩位移有规定，现0404规范取消，可参考规范取消，可参考8585规范4 4、截面验算、截面验算224x20m4x20m预预应应力力混混凝凝土土空空心心板板，，桥桥面面连连续续，，下下部部采采用用柱柱式式墩墩（（d120d120）），，钻孔灌注桩基础（钻孔灌注桩基础（d150d150）支座均采用板式橡胶支座支座均采用板式橡胶支座 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例231 1、、本本例例为为4x20m4x20m预预应应力力混混凝凝土土空空心心板板，，桥桥面面连连续续，，下下部部采采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。

支座均采用板式橡胶支座用柱式墩，钻孔灌注桩基础支座均采用板式橡胶支座墩柱基桩计算墩柱基桩计算24 桥墩刚度计算桥墩刚度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例25 桥墩刚度计算桥墩刚度计算————考虑桩土作用考虑桩土作用 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例柱顶水平位移: delta = 0.0803m2#墩 K=3*1000/0.0803=37359.937359.9 kn/m26 支座刚度计算支座刚度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例27 墩柱刚度计算墩柱刚度计算 空心板计算示例空心板计算示例5 5、计算示例、计算示例28 水平力计算水平力计算1 1、汽车制动力：、汽车制动力：按照车道荷载计算：按照车道荷载计算：F=(4*20*10.5+240)*10%*3*0.78=252.7kNF=(4*20*10.5+240)*10%*3*0.78=252.7kN且不小于且不小于 165*0.78*3=386.1kN165*0.78*3=386.1kN则制动力则制动力F=F=386.1386.1KNKN5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例29 水平力计算水平力计算2 2、温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算、温度变化影响力、混凝土收缩影响力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例30 墩柱水平力计算墩柱水平力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例31 验算截面（柱底截面）内力计算验算截面（柱底截面）内力计算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例32墩柱基桩计算墩柱基桩计算采用手算或者软件计算，以桥博为例：采用手算或者软件计算，以桥博为例： 截面验算截面验算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例墩柱为一端固定一端自由，取为墩柱为一端固定一端自由，取为2L=10m2L=10m33采用手算或者软件计算，以桥博为例：采用手算或者软件计算，以桥博为例： 截面验算截面验算5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例34配筋：配筋：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例抗震设防抗震设防7 7度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求度及以上墩柱塑性铰区箍筋满足抗震细则要求35构造要求：构造要求：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制。

现质检对保护层厚度控制很严格，设计可适当加大保护层厚度便于施工控制36构造要求：构造要求：5 5、计算示例、计算示例 空心板计算示例空心板计算示例372010年12月（基桩计算）381 1、基桩计算内容、基桩计算内容 桩身截面内力计算及截面验算桩身截面内力计算及截面验算 桩长计算桩长计算392 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 计算内容和方法与墩柱相同：计算内容和方法与墩柱相同：计计算算桩桩身身的的最最大大弯弯矩矩，，一一般般在在地地面面以以下下3m3m左左右右提提取取该该计计算算截截面的内力进行配筋计算及截面验算面的内力进行配筋计算及截面验算均采用均采用m m法（详见桥涵地基与基础设计规范附录法（详见桥涵地基与基础设计规范附录P P））402 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算41偏心受压构件，计算与墩柱一样偏心受压构件，计算与墩柱一样桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考桩的计算长度取值，新规范未作规定，参考8585地基规范地基规范: :2 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算42也也可可用用有有限限元元程程序序的的土土弹弹簧簧模模拟拟桩桩土土作作用用，，具具体体可可参参考考《《桥桥梁梁设设计计与与计计算算》》书中及参考文献书中及参考文献2 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算土弹簧刚度：K=b1*S*m*yb1---计算宽度S—桩单元长度y—单元深度432 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基配筋桩基配筋根据计算结果配筋，参考根据计算结果配筋，参考《《高指桩基设计指导意见高指桩基设计指导意见》》：：摩擦桩：1 1、第一批截断主筋深入地下长度、第一批截断主筋深入地下长度L L，按，按L1=4/αL1=4/α计算（计算（αα为土中为土中基基础变形系数础变形系数），），2 2、最下层为素砼段，最大长度不超过、最下层为素砼段，最大长度不超过8 8 倍桩径；倍桩径；3 3、桩基沉淀层厚度：、桩基沉淀层厚度： 嵌岩桩：桩基钢筋通长嵌岩桩：桩基钢筋通长沉淀层厚度：沉淀层厚度：442 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基配筋桩基配筋452 2、桩身截面内力计算及截面验算、桩身截面内力计算及截面验算 桩基检测：桩基检测：桩长桩长<50m,<50m,可采用小应变方法检测。

可采用小应变方法检测桩长桩长≥≥50m,50m,采用声波透射动测法埋声测管：采用声波透射动测法埋声测管： 桩径桩径d<180cm :3d<180cm :3根根 桩径桩径d d≥≥180cm :4180cm :4根根 注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管注意为了施工方便，延伸主筋固定声测管46桩顶反力计算（桩顶反力计算（JTG D63-2007 JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范））3 3、桩长计算、桩长计算注意：荷载系数为注意：荷载系数为1.01.0，，不是不是1.2or1.41.2or1.4，计入冲击系数，计入冲击系数0.30.3473 3、桩长计算、桩长计算注意：注意：1 1、考虑负摩阻力考虑负摩阻力2 2、考虑冲刷、河床变化等、考虑冲刷、河床变化等483 3、桩长计算、桩长计算 摩擦桩摩擦桩493 3、桩长计算、桩长计算1 1、桩身自重与置算土重的差值，一般按照、桩身自重与置算土重的差值，一般按照25-18=7kN/m325-18=7kN/m3考虑考虑2 2、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，、持力层多为砂性土，完全考虑浮力，γ2=8kN/m3γ2=8kN/m3。

对于饱对于饱和黏性土和黏性土IL<0IL<0时不计浮力，时不计浮力，IL>1IL>1时，考虑受浮力在时，考虑受浮力在0 0～～1 1间按间按照不利状态考虑照不利状态考虑3 3、如无土的详细资料，可偏保守计算取值如无土的详细资料，可偏保守计算取值 摩擦桩摩擦桩503 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩513 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩1 1、中风化岩作为嵌岩桩计算，强、中风化岩作为嵌岩桩计算，强风化仍然作为摩擦桩计算风化仍然作为摩擦桩计算2 2、单轴饱和抗压强度：、单轴饱和抗压强度：条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：条文说明对嵌岩桩持力层的岩性做了规定：523 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩1 1、嵌岩深度按照规范、嵌岩深度按照规范5.3.55.3.5计算计算2 2、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化差异、、如果桩较长，桩端弯矩很小，考虑岩层变化、风化差异、裂隙发育等不利因素，可按照裂隙发育等不利因素，可按照1.5~2d1.5~2d的嵌岩深度考虑的嵌岩深度考虑嵌岩深度：嵌岩深度：533 3、桩长计算、桩长计算 嵌岩桩嵌岩桩 加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠加强钻孔分布，确保地质资料准确可靠 《公路工程地质勘测规范》（JTJ064-98）6.3.36.3.3条：条：543 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿宿新新高高速速（（新新沂沂段段））————0909年年完完成成施施工工图图设设计计，，现现已已完完成大部分下部基础施工。

成大部分下部基础施工岩层分布变化大，中风化层在地面线以下岩层分布变化大，中风化层在地面线以下5~15m5~15m不等不等 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥中风化岩层553 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿宿新新高高速速（（新新沂沂段段））————0909年年完完成成施施工工图图设设计计，，现现已已完完成大部分下部基础施工成大部分下部基础施工岩层分布变化大，中风化层在地面线以下岩层分布变化大，中风化层在地面线以下5~15m5~15m不等不等 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥563 3、桩长计算实例、桩长计算实例 宿宿新新高高速速（（新新沂沂段段））————0909年年完完成成施施工工图图设设计计，，现现已已完完成大部分下部基础施工成大部分下部基础施工 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥强风化花岗岩强风化花岗岩中风化花岗岩中风化花岗岩全风化花岗岩全风化花岗岩573 3、桩长计算实例、桩长计算实例施工方法：冲击钻、人工挖孔等施工方法：冲击钻、人工挖孔等钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少钻孔布置：隔墩布置钻孔，要求进入中风化层至少5m5m设计桩长在设计桩长在10~22m10~22m不等，嵌岩不等，嵌岩>3m>3m，现场结合钻孔情况进行了调整。

现场结合钻孔情况进行了调整 北沟枢纽互通桥北沟枢纽互通桥冲击钻冲击钻冲击钻冲击钻582010年12月（帽梁计算）591 1、帽梁计算内容、帽梁计算内容 帽梁截面内力计算帽梁截面内力计算 截面验算截面验算 持持久久状状况况承承载载能能力力极极限限状状态态下下抗抗弯弯、、抗抗剪剪能能力力计计算算，，和和持持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算60 计计算算方方法法一一：：汽汽车车荷荷载载通通过过各各梁梁进进行行传传递递至至帽帽梁梁，，并并根根据据上上部部结结构构特特点点分分布布采采用用刚刚（（铰铰））接接板板法法等等桥桥梁梁通通、、BRGcapBRGcap等等均均采采用用此方法2 2、、 计算方法计算方法————先纵向计算再横向先纵向计算再横向61 计计算算方方法法二二：：汽汽车车荷荷载载直直接接作作用用在在盖盖梁梁上上面面，，进进行行影影响响线线加加载载采用常规的杆系程序计算即可采用常规的杆系程序计算即可2 2、、 计算方法计算方法————先纵向计算再横向先纵向计算再横向623 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定规范规定633 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定规范规定643 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定（规范规定（ ））抗弯计算：抗弯计算：抗剪计算：抗剪计算：裂缝计算：裂缝计算：653 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 规范规定（规范规定（ ））663 3、盖梁内力计算、盖梁内力计算 其他其他施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算施工阶段计算：注意施工阶段架桥机运梁验算674 4、计算实例、计算实例 本本例例为为4x20m4x20m预预应应力力混混凝凝土土空空心心板板，，桥桥面面连连续续，，下下部部采采用用柱式墩，钻孔灌注桩基础。

支座均采用板式橡胶支座柱式墩，钻孔灌注桩基础支座均采用板式橡胶支座1 1、、684 4、计算实例、计算实例 结构判别结构判别根据规范根据规范8.2.1~8.2.3.8.2.1~8.2.3.盖梁与柱的线刚度之比小于盖梁与柱的线刚度之比小于5 5，本例题按刚构计算本例题按刚构计算694 4、计算实例、计算实例 内力计算（桥博程序计算）内力计算（桥博程序计算）704 4、计算实例、计算实例 内力计算内力计算 （桥博程序计算）（桥博程序计算）714 4、计算实例、计算实例 内力计算（桥博程序计算）内力计算（桥博程序计算）724 4、计算实例、计算实例 截面验算截面验算————抗弯验算抗弯验算734 4、计算实例、计算实例 截面验算截面验算————抗剪验算抗剪验算抗剪截面验算：抗剪截面验算：抗剪承载力验算：抗剪承载力验算：744 4、计算实例、计算实例 截面验算截面验算————裂缝验算裂缝验算注注意意骨骨架架钢钢筋筋对对计计算裂缝的影响算裂缝的影响755 5、构造要求、构造要求纵筋纵筋箍筋箍筋765 5、构造要求、构造要求纵筋纵筋箍筋箍筋77总结：总结： 严格执行规范严格执行规范 理解规范的原理及出处理解规范的原理及出处 正确运用程序，结合手算并多个程序相互校核正确运用程序，结合手算并多个程序相互校核 设计不盲目抄袭，结合工程灵活运用设计不盲目抄袭，结合工程灵活运用78参考书目：参考书目：《《公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范》》(JTG D60(JTG D60——2004)2004)《《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》》(JTG D62(JTG D62——2004) 2004) 《《公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范》》(JTG D63(JTG D63——2007) 2007) 《《公路桥涵施工技术规范公路桥涵施工技术规范》》(JTJ 041(JTJ 041——2000)2000)《《公路桥梁板式橡胶支座规格系列公路桥梁板式橡胶支座规格系列(JTT663-2006)(JTT663-2006)》》《《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》》《《桥梁计算示例集混凝土简支梁（板）桥桥梁计算示例集混凝土简支梁（板）桥》》》》（第三版）（第三版）《《公路桥涵设计手册：墩台与基础公路桥涵设计手册：墩台与基础》》《《连续桥面简支梁桥墩台计算实例连续桥面简支梁桥墩台计算实例》》 《《< <公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范> >条文应用算例条文应用算例》》 《《桥梁设计与计算桥梁设计与计算》》79。