大桥院下部结构计算报告.doc

祁连山南路苏州河桥新建工程施工图设计下部结构计算报告中铁大桥勘测设计院有限公司第一设计所二○○七年九月1．下部结构设计概述祁连山南路苏州河桥新建工程主桥为（48+70+48）米预应力混凝土连续梁，引桥共8跨20米空心板梁下部结构共10个桥墩、2个桥台主桥下部结构共有4个桥墩，均采用左右幅分离式基础，墩身采用C40级混凝土，承台采用C30级混凝土，其结构形式如下：主桥主墩（4、5号桥墩）与桥轴线正交，因为墩身高度不高，采用矩形实体断面，平面尺寸11.7x2.1m；承台平面尺寸为15.6x4.8m，高2.2m基础（单幅）采用27根φ60cmPHC管桩，以第⑦层灰绿色－灰色砂质粉土作为桩端持力层，桩长45m4、5号桥墩下部结构图主桥边墩（3、6号桥墩）亦采用矩形实体墩，平面尺寸11x1.4m；承台平面尺寸为11.4x3m，高2.2m基础（单幅）采用8根φ60cmPHC管桩，以第⑦层灰绿色－灰色砂质粉土作为桩端持力层，桩长45m3、6号桥墩下部结构图引桥桥墩采用双柱式大悬臂盖梁柱底设置钢筋混凝土承台，柱顶设置大悬臂盖梁，盖梁为预应力混凝土结构，采用C50混凝土桥墩为C40混凝土，承台为C30混凝土。

标准桥宽预应力混凝土盖梁悬臂长6m，立柱中距4.25m立柱采用1.2m×1.2m矩形断面承台平面尺寸满足桩基最小间距布置要求，高度2.0m盖梁顶面设1％横坡，底面同顶面平行，横坡通过立柱高度形成引桥桥墩基础与主桥一致，采用Φ60cmPHC管桩，以第⑦层灰绿色－灰色砂质粉土作为桩端持力层，桩长45m左右每个桥墩（单幅）采用Φ60cmPHC管桩8根引桥桥墩构造图桥台采用轻型直壁型钢筋混凝土桥台，C30混凝土桥台基础采用Φ60cmPHC管桩，以第⑦层灰绿色－灰色砂质粉土作为桩端持力层，桩长46m每个桥台（单幅）采用Φ60cmPHC管桩5根引桥桥台构造图2．设计规范Ø 《城市道路设计规范》（1998年局部修订） CJJ37-90Ø 《公路路基设计规范》 JTG D30-2004Ø 《上海地基基础设计规范》 DGJ08-11-1999Ø 《内河通航标准》 GB50139-2004Ø 《城市桥梁设计准则》 CTJ 11-93Ø 《城市桥梁设计荷载标准》 CJJ 77-98Ø 《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004Ø 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004Ø 《公路桥涵地基与基础设计规范》 TJT 024-85Ø 《公路工程抗震设计规范》 JTJ004-93Ø 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）Ø 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）3．主要材料3.1 混凝土1）引桥盖梁：C50号混凝土2）主桥墩身、引桥立柱：C40号混凝土2）主桥、引桥承台：C30号混凝土3.2 钢筋 盖梁预应力筋采用7-7φ5mm；钢筋采用HRB3354．计算分析所有下部结构计算均按容许应力法进行。

4.1 主桥主墩计算内容共包含墩身、PHC管桩及承台等的计算，取半幅桥进行4＃墩为例，将支座摩阻力作为桥墩承受的水平力来进行下部结构计算，支座摩擦系数μ=0.054.1.1 墩身计算（4号墩）上部结构反力： 恒载 36365 KN 恒+支座沉降+附加+活 43312 KN 支座摩阻力： 37122*0.05=1856 KN其它附加力包括风力、流水压力、浮力、船撞力等所有外力简化至墩身底面后，则：组合I:Nmax+Mmax+Hmax（纵桥向） N=47124 KN H=1891 KN M=5063 KN-m 组合II:Nmax+Mmax+Hmax（横桥向） N=47124 KN H=445 KN M=1194 KN-m 按全素混凝土结构考虑，墩底混凝土满足规范要求，σh=0.74 MPa，由于考虑到此桥墩为主桥主墩，主筋采用直径28mm钢筋，间距15cm4.1.2 承台计算（4号墩）由于墩身范围比较大，承台不需要检算，按照最小配筋率配筋即可。

主筋采用两层直径20mm钢筋4.1.3 桩基计算（4号墩）上部结构反力： 恒载 36365 KN 恒+支座沉降+附加+活 43312 KN 支座摩阻力： 37122*0.05=1856 KN其它附加力包括风力、温度力、流水压力、浮力、船撞力等所有外力简化至承台底面后，则：组合Ⅰ（主力组合）:N＝48440 KN组合Ⅱ（附加力组合）:Nmax+Mmax+Hmax（纵桥向） N=49310 KN H=1891 KN M=8943 KN-m 组合Ⅲ（附加力组合）:Nmax+Mmax+Hmax（横桥向） N=49310 KN H=445 KN M=2083 KN-m 桩底反力：主力组合：N＝1984 KN 附加力组合：N＝2292 KN 桩长45m，桩底承载力[P]=2220 KN，在主力组合下，[P]> 1984 KN满足设计要求；考虑附加力组合，承载力提高1.25，1.25[P]＝2775KN> 2292 KN满足要求。

桩基进入持力层2.7m＝4.5倍的桩径，均满足规范要求根据施工单位业务联系单，在桩基压力值达到4000KN时，仍无法达到设计标高，现将桩底标高提高1米，桩长44m，桩底承载力[P]=2050 KN，在主力组合下，[P]> 1984 KN满足设计要求；考虑附加力组合，承载力提高1.25，1.25[P]＝2563KN> 2292 KN满足要求桩基进入持力层1.7m＝2.83倍的桩径，均满足规范要求 主墩基础沉降计算（1）地质分层：按地质剖面图，将桩基以下土层分成若干薄层基底以下⑦层厚3.6m，可分为1层；以下⑧-1层厚18m，可分为4层，每层厚4.5m；以下⑧-2层厚3.3m，可分为1层；以下⑨1f层按5m分层（<4×13.7）2）计算基底净荷载P和平均压力p0：P＝48000KNp0＝P/A＝48000/（13.6*24）＝147Kpa（3）计算基础中心垂直轴线上之σz：σz0＝ p0＝147Kpaσz1＝4k（12/6.8，3.6/6.8）×p0＝4×0.230×147＝135Kpaσz2＝4k（12/6.8，8.1/6.8）×p0＝4×0.179×147＝105Kpa而各薄层顶底面的原存压力qz：qz1＝50×18＝900Kpaσz1<0.2 qz1=0.2×900＝180 Kpa（4）计算各垂直土柱上分层变形Si和总沉降S：S＝S1＝0.76×（135+105）×3.6/（2×3.4×104）＝9.66×10-3mm故主墩基础总沉降量为0.97cm。

主桥基础不均匀沉降均按2cm计，且由程序自动判别最不利组合4.2 主桥边墩计算内容共包含墩身、PHC管桩及承台等的计算，取半幅桥进行5＃墩为例，将支座摩阻力作为桥墩承受的水平力来进行下部结构计算，支座摩擦系数μ=0.054.2.1 墩身计算（5号墩）上部结构反力： 恒载 8700 KN 恒+支座沉降+附加+活 11492 KN 支座摩阻力： 6010*0.05=300 KN其它附加力包括风力、温度力等所有外力简化至墩身底面后，则：组合I:Nmax+Mmax+Hmax（纵桥向） N=12858 KN H=318 KN M=936 KN-m 组合II:Nmax+Mmax+Hmax（横桥向） N=12858 KN H=220 KN M=653.9 KN-m 按全素混凝土结构考虑，墩底混凝土满足规范要求，σh=0.365 MPa，由于考虑到此桥墩为主桥边墩，主筋采用直径25mm钢筋，间距15cm4.2.2 承台计算（5号墩）由于墩身范围比较大，承台不需要检算，按照最小配筋率布置即可。

主筋采用两层直径20mm钢筋4.2.3 桩基计算（5号墩）上部结构反力： 恒载 8700 KN 恒+支座沉降+附加+活 11492 KN 支座摩阻力： 6010*0.05=1856 KN其它附加力包括风力、流水压力、浮力、船撞力等所有外力简化至承台底面后，则：组合Ⅰ（主力组合）:N＝14466 KN组合Ⅱ（附加力组合）:Nmax+Mmax+Hmax（纵桥向） N=14583 KN H=317 KN M=1641 KN-m 组合Ⅲ（附加力组合）:Nmax+Mmax+Hmax（横桥向） N=14583 KN H=220 KN M=1094 KN-m 桩底反力：主力组合：N＝1998 KN （满足要求）附加力组合：N＝2165 KN （考虑附加力组合，承载力提高1.25，满足要求）桩长45m，桩底承载力[P]=2220 KN，在主力组合下，[P]> 1998 KN满足设计要求；考虑附加力组合，承载力提高1.25，1.25[P]＝2775KN> 2165 KN满足要求。

桩基进入持力层2.9m＝4.83倍的桩径，均满足规范要求根据施工单位业务联系单，在桩基压力值达到4000KN时，仍无法达到设计标高，现将桩底标高提高1米，桩长44m，桩底承载力[P]=2050 KN，在主力组合下，[P]> 1998 KN满足设计要求；考虑附加力组合，承载力提高1.25，1.25[P]＝2563KN> 2165 KN满足要求桩基进入持力层1.9m＝3.17倍的桩径，均满足规范要求4.3 引桥桥墩计算内容共包含墩身、PHC管桩及承台等的计算，取半幅桥进行7＃墩为例4.3.1 墩身计算（7号墩）上部结构反力： 恒载 5379 KN 恒+支座沉降+附加+活 7949 KN 支座摩阻力： 5379*0.05=269 KN其它附加力包括风力、温度力等所有外力简化至墩身底面后，则（单个柱底取不利工况）：组合I:（纵桥向） N= 4727 KN 。