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Mmax?169.6?45?3.87?343.75KN?m 3.截面配筋设计
(1)双孔荷载,最大垂直反力时,按轴心受压构件设计
?0Nd?0.90?(fcdA?fsd,As,) (式
-35)
式中:Nd——轴向力组合设计值;
?——轴压构件稳定系数;
A——构件毛截面面积,当纵向钢筋配筋率大于3%时,
A应改用An?A?As,;
As,——全部纵向钢筋的截面面积。
轴心受压时,桥墩柱选用C30的混凝土
fcd?13.8KN/mm,fct?3.9KN/mm 设计24根直径22mmHRB335级钢筋
As,?9118.56mm2As?0.875mm2
fsd?280KN/mm,fsd,?280KN/mm,保护层取5cm。 查规范得?=1.0 由(式-35)
0.9?1.0?(13.8?0.785?280?9118.56)?2315.5KN
>Nd=1322.63KN 满足。 验算配筋率
As,9118.56????1.16%??min(?min?0.6%) 满足。
A785000,截面一侧配筋率 0.5?9118.56?,??0.58%??min?0.2% 满足。
785000(2)单孔荷载,最大弯矩时,按偏心受压构件设计
沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件按正截面受压承载力计算应符合下列规定[10]:
?0Nd?Ar2fcd?C?r2fcd,rs (式
-36)?0Nde0?Br3fcd?D?gr3fcd, (式-37)
式中:e0——轴向力的偏心距, e0?Md/Nd,应乘于偏心距增大系数?,?按式
(式-38)计算;
A、B——有关混凝土承载力的计算系数,按规范表C.0.2查得; C、D——有关纵向钢筋承载力的计算系数,按规范表C.0.2查得;
r——圆形截面的半径;
g——纵向钢筋所在圆周的半径rs与圆截面半径之比g?rs/r
? ——纵向钢筋配筋率,??As/?r2。 偏心距增大系数?计算公式:
1??1?1400e0/h0-38)
?l0?(式?h??1?2
??2(式?1?0.2?2.7e0/h0?1.0 -39)
?2?1.15?0.01l0/h?1.0 (式
-40)
式中l0——构件的计算长度;
e0——轴向力对承截面重心的偏心矩;
h0——截面有效高度,对圆形截面取h0?r?rs;
?1——荷载偏心率对截面曲率的影响系数;
?2——构件长细比对截面曲率的影响系数。
利用规范表C.0.2,对构件承载力进复核验算的步骤: a.由(式-36)(式-37)解得轴向力的偏心距:
Bfcd?D?gfsd,e0?r (式
Afcd?C?fsd,-41)
b.已知fcd、fsd,、?、r,设定?值,查表C.0.2,将查得的系数A、B、C、D值代入(式-38)计算e0值。如果e0值与实际计算偏心距?Md/Nd相符,则设定的?值为所求者。
c.将最后确定的?相应的A、B、C、D值代入(式-36)(式-37)进行构件正载面承载力的复核。 (3)墩柱配筋设计
偏心受时,桥墩柱选用C30的混凝土
fcd?13.8KN/mm,fct?3.9KN/mm 设计24根直径22mmHRB335级钢筋
As,?9118.56mm2As?0.875mm2
fsd?280KN/mm,fsd,?280KN/mm,保护层取50mm。 e0?Mmax/Nmin?343.75?106/1230.02?103?279.4mm r?500mm,g?rs/r?0.4/0.5?0.8 取定??0.64查规范表C.0.2得
A?1.6188,B?0.6661,C?0.7373,D?1.6763
将A?1.6188,B?0.6661,C?0.7373,D?1.6763 代入(式-41)计算得e0?274.5mm,满足。 将A?1.6188,B?0.6661,C?0.7373,D?1.6763 代入(式-36)得
1.6188?5002?13.8?0.7373?1.16%?5002?280?61383.54KN
??0Nd?1.0?1230.02KN,满足。
将A?1.6188,B?0.6661,C?0.7373,D?1.6763代入(式-37)得
0.6661?5003?13.8?1.6763?1.16%?0.8?5003?280?1693484.74KN??0Nd?1.0?274.5?1230.02?337640.49 满足。
墩柱配筋图详见施工图。
八、钻孔灌注桩设计 (一)荷载计算
每根桩承受的荷载
1.双孔荷载的反力
1N1??1626.32?813.16KN
22.盖梁恒载的反力
N2?152.58KN 3.系梁恒载的反力
N3?63?2?31.5KN 4.一根墩柱恒重
N4?74.18KN 作用在桩顶的恒载反力为
N恒?N1?N?2N3?N4?1071.42KN 5.灌注桩每延米自重
3.14?1.22q??(25?10)?16.96KN/m(扣除水的浮力)
46.活载反力 (1)双跨活载反力
N5?256.8KN
(2)单跨活载反力
N6?236.99KN
(3)制动力T=45KN,作用在支座中心,距柱顶的距离为
1.143?3.87?5.013m
(4)风力(因结构刚度较大可不予考虑) 7. 用于桩顶的外力
Nmax?1071.42?256.8?1331.22KN Nmin?1071.42?236.99?1308.41KN
H?45KN
M?N6?0.25?T?5.013
?236.99?0.25?45?5.013?284.83KN?m
(二)桩长设计
灌注桩直径1.2m,按嵌岩桩设计。根据地质情况,地面以下13米至15米为风化岩,15至17米为岩石。设计桩长17米,桩嵌入岩石偏安全的按1.5米计。 规范中单桩轴向受压容许承载力计算公式[11]
[P]?(c1A?c2Uh)Ra (式-42)
式中 [P]——单桩轴向受压容许承载力(KN);
; Ra——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(KPa)
h——桩嵌入基岩深度(m),不包括风化层;
U——桩嵌入基岩部分的横载面周长,对于钻孔桩和管柱按设计直采用; A——桩底横截面面积,对于钻孔桩和管柱按设计直采用;
c1、c2——根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数按表13采用。
表13 c1、c2系数值
条件 良好的 一般的 较差的 c1 0.6 0.5 0.4 c2 0.05 0.04 0.03 注:当h?0.5m时,c1采用表列数值的0.75倍,c2?0 对于钻孔桩,系数c1、c2可降底20%采用。 2.承载力计算
岩石单轴极限抗压强度取为:R?2000kPa
嵌入基岩深度:h?1.5m
桩嵌入基岩部分的横载面周长:U?1.2?3.14?3.78m 桩底横截面面积:A?3.14?0.62?1.13mm2
c1?0.6 c2?0.0 5由(式-42)计算得单桩轴向受压容许承载力
[P]=(0.6?1.13+0.05?3.78?1.5)?2000=1923KN
(三)桩基配筋设计及强度验算
1. 配筋设计
设计用C25混凝土,
fcd?11.5KN/mm,fct?1.23KN/mm 设计用24根直径22mmHRB335级钢筋
As,?9118.56mm2As?1130400mm2
fsd?280KN/mm,fsd,?280KN/mm,保护层取5cm。 按轴心受压构件进行设计
由(式-35) ?0Nd?0.90?(fcdA?fsd,As,)
0.9?1.0?(13.8?0.785?280?9118.56)?2315.5KN
??0Nd?1331.22KN 满足。 验算配筋率
As,9118.56????0.8%??min(?min?0.6%) 满足。
A1130400,截面一侧配筋率
0.5?9118.56?,??0.4%??min?0.2% 满足
11304002. 强度验算
单桩轴向受压容许承载力
[P]=(0.6?1.13+0.05?3.78?1.5)?2000=1923KN
按混凝土强度及配置钢筋计算得到的承载力
N?0.9?1.0?(13.8?0.785?280?9118.56)?2315.5KN
桩基设计值
?0Nd?1331.22KN
单桩承载力[P]>桩实际承载力>桩设计值 设计满足要求。 桩基配筋图详见施工图。