重力式桥墩刚性扩大基础课程设计(2)

2019-09-01 18:11

部构造 ∑P=16939.29kN,∑M=1530kN.m (2)浮力

重力式桥墩刚性扩大基础在水中的水位线图(三)

最低低水位浮力: F1=【{12×(1.9+1.9+0.76×2)×7.6×11.8+13π(0.76+0.95) 2×(7.6+9.5)-1π

3×0.95×9.5}

2

2

-{12×(1.9+1.9+0.68×2)×6.8×11.8+13π(0.68+0.95) 2×(6.8+9.5)-1π

3×0.95×9.5}】

×10=385.4kN

最高水位浮力: F1=【{12×(1.9+1.9+0.76×2)×7.6×11.8+13π(0.76+0.95) 2×(7.6+9.5)-1π

3×0.95×9.5}

2

2

-{12×(1.9+1.9+0.294×2)×2.94×11.8+13π(0.294+0.95) 2×(2.94+9.5)-1π

3×0.95×9.5}】

×10=1946.37kN

(3)上覆土重

W?(4.68?16.48?0.6)?2?0.3?1.05?20.2?(4.68?0.60?16.48?1.2)?2?0.3?0.3?20.21?(11.8?2?5.5?2)??0.03?0.3?20.2?336.35kN2

3.2汽车和人群荷载计算

对于桥墩基础的设计,汽车荷载采用车道荷载,车道荷载包括均部qk和集中荷载pk两部分组成。对于公路-Ⅰ级汽车荷载,qk?10.5kN/m,集中荷载pk与计算跨径有关,计算跨径小于或等于5m时,pk= 180kN;桥涵计算跨径等于或大于50m 时,pk=360kN,桥涵

6

计算跨径大于5m小于50m 时pk值采用直线内插求得。本算例中,pk=295.92kN 由于本桥梁是(三)车道,所以查表

横向折减系数 表(4)

横向布置设计车道数(条) 横向折减系数 2 3 4 5 6 7 8 1.00 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.5 支座反力按以下两种情况考虑: (1)双孔汽车荷载+双孔两侧行人荷载

双孔汽车荷载+双孔两侧行人荷载图(四)

则支座反力为:

?10.5?33.98R1?R1?(?295.92)?2?948.63kN

2?人群荷载引起的支座反力为R2和R2

?35?1.5?3 R2?R2??2?157.5kN

2对基底形心轴的弯矩为:

MR1 = M’R1=948.63×0.51=483.8kN.m MR2= M’R2=157.5×0.51=80.3 kN.m (2)单孔汽车荷载—20+单孔两侧行人荷载

qkk33.98m33.98mR1R1

单孔汽车荷载—20+单孔两侧行人荷载图(五)

则支座反力为:

10.5?33.98?R1?(?295.92)?2?948.63kN R1?0

2?人群荷载引起的支座反力为R2和R2

35?1.5?3??2?157.5kN R2?0 2对基底形心轴的弯矩为:

MR1 =948.63×0.51=483.8kN.m M’R1=0 MR2=157.5×0.51=80.3 kN.m M’R2=0

3.3汽车制动力:

由汽车荷载产生的制动力按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算,但公路-I级汽车制动力不小于165kN。

R2?

7

H1=(10.5×35+295.92)×10%=66.34kN < 165kN,则H1取为165kN。 因此简支梁板式支座的汽车荷载产生的制动力为: H=0.5H1=0.5×165=82.5kN 3.4风荷载计算

横桥向风荷载假定水平地垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上,则:

地形、地理条件系数k3 表(5)

地表分类k2 表(6)

风速高度变化修正系数 表(7)

8

由规范得公式风荷载标准值 Fwh=k0k1k3WdAwh; Wd=γVd2/2g; W0=γV102/2g; Vd=k2?k5?V10;

因此Fwh= k0?k1?k3?(k2?k5)2W0?Awh;

查规范可知,k0=0.9、k1=0.5、k3=1.0、k5=1.38、k2=1.0; 计算简图看图

9

荷载作用示意图(六)

墩帽Fwh=0.9×0.5×1.0×(1.0×1.38)2×0.83×(2.1×1.2)=1.79kN。 ① 按最高水位计算;

墩身Fwh=0.9×0.5×1.0×(1.0×1.38)2×0.83×(1.9+2.49)×2.94/2=4.59kN ② 按最低水位计算;

墩身Fwh= 0.9×0.5×1.0×(1.0×1.38)2×0.83×(1.9+3.26)×6.8/2=12.48kN

四、地基压应力计算

荷载组合I:恒载(最低水位)+双孔汽车荷载+双孔两侧行人荷载+风力+制动力; 荷载组合Ⅱ:恒载(最高水位)+单孔汽车荷载—20+单孔两侧行人荷载+风力+制动力; 荷载组合Ⅲ:恒载(最高水位)+风力;

荷载组合Ⅳ:恒载(最低水位)+双孔汽车荷载+双孔两侧行人荷载; 计算见表(11)

表各种荷载组合下作用于基础底面形心处得H、N和M值

不同荷载组合下作用于基底形心处得力 表(8) 组水平力H(kN) 竖直力N(kN) 弯矩M(kN·m) 合 16939.29+(948.63+157.5)×2+336.35-385.4=19102.5 I 82.5+1.79+12.48=96.77 1.79×7.1+12.48×3.7+82.5×6.5=595.14 Ⅱ 82.5+1.79+4.59=88.88 16939.29+948.63+157.5+336.35-1946.37=16435.4 1.79×7.1+4.59×1.54+82.5×6.5+483.8+80.3=1120.13 Ⅲ 1.79+4.59=6.38 16939.29+336.35-1946.37=15329.27 1.79×7.1+4.59×1.54=19.78 10


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