五星桥老桥计算

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1、五星桥老桥作为新建桥梁支架基础的计算书、概况.五星桥老桥为城市公路桥梁.设计河载为:城-A级.设计新建桥梁中心线与老 桥中心线重合（但跨径方向不重合）原五星桥上部结构为三跨（16+20+16m ） 简支的预应力混凝土空心板梁结构，桥面连续。桥面宽度为（2.5m人行道）+4.5 米（非机动车道）+ 2.5米（分隔带）+22米（机动车道）+ 2.5米（分隔带）+4.5 米（非机动车道）+（ 2.5m人行道）桥面总宽41m ;桥面机动车道和非机动 车道铺装层为10cm水泥混凝土和9cm沥青混凝土。下部结构采用柱式墩与肋式桥台。钻孔灌注桩基础。中墩直径为150cm. 桩底标高为-35.桩长为37m，桩

2、间距为6.1m，桩之间设置联系梁。老桥需要验算的有如下三个部分：一是20m预应力先张法空心板承受系杆 等施工荷载的能力；二是16m预应力先张法空心板承受系杆等施工荷载的能力； 三是钻孔灌注桩的允许承载能力。二、桩基承载力验标.（一）.恒载计算汇总表。序 号项目单位重一根桩承受重（KN ）1桥面铺装15.1kn/m?15.1* ( 10+8 ) *6.仁 15682盖梁46.3kn/m?46.3*6.1=2823一个立柱28.2kn/m?28.2*3.9=1104一个连系梁29kn/m?29*4.9=1425个钻孔桩44.2kn/m?1/2* ( 44.2*34 ) +44.2*3=8846小计

3、2986根据规范，钻孔桩自重取其入土深度的一半.入土深度为34m。（二）.单桩轴向受压，容许承载力计算。【P】=(1/2)x(ULTp + A6r)Tp =(1/L)x n T i xli =41.7KPa (45KPa)i=141.7KPa为根据新桥地质勘探资料算得；45KPa为根据老桥地质勘探资料算得，为安全起见，取41.7KPa为验算指标。平均极限摩阻力Tp计算表表2土层号土质Pr Kpa标高(CM )土层厚li(CM)Ti(Kpa )T l|X|i平均TP0000.2 ( 3.3 )000-1 b 1粉质粘土3003108.1(-4.6)3.665234-1C 2粉土1509.8 (-

4、6.3 )1.74068-1 d 3粉沙15015 (-11.5 )5.250260-1d 2粉沙15026.9(-23.4 )11.940476-1d 1粉沙9035.5 ( -32 )8.62521541.7-2b 2粉质粘土23025045.5 ( -45 )355165e i x li1418i=1注:原老桥中墩钻孔桩河床底标高取-1.0/.桩底标高为-35摩擦桩计算长度为34m。=2入(6。) +k?Y2 ( l-3 )m0为清底系数，t/d=0.2/1.5=0.13，查表得m0 =0.7 ( 0.71.0 )取最小值。入为修正系数，l/d=34/1.5=22.7,查表得入=0.65

5、 (取最小值)k26R查表为1.5 ,y2查表为18KN/m3 (取最小值)=2 x0.7x0.65230+1.5x18x( 34-3 ) =971Kpa。所以,【P】=(1/2)x(ULTp + A6r)=0.5x（1.5x3.14x34x41.7+3.14+4x1.52 x971）=4196KN根据规范在荷载组合作用下（II、III、IX、X）容许承载力可以提高25%,所以【P】=1.25x4196KN=5245KN.三、老桥空心板梁承载能力计算。（一）恒载自重A 20m板梁1.桥面铺装：q1 = 0.09x23+0.10x25=4.57KN/m22铰缝混凝土： q2 = 2.875KN/

6、m23.片主梁：q3= 8.5x25+20=10.625KN/m24作用于1片梁上的恒载强度为（1m宽）q = 4.57+2.875+x10.625=18.07KN/m2B 16m板梁1.桥面铺装：q1 = 0.09x23+0.10x25=4.57KN/m22铰缝混凝土： q 2 = 2.5KN/m23.片主梁：q 3 = 8.125KN/m24作用于1片梁上的恒载强度为（1m宽）q =15.2 KN/m2恒载内力计算。Mx=ql/2*x-qx*x/2=qx/2*(l-x)Qx= ql/2*x-qx=q/2*(l-2x)q=18 07KN/m q=5.2KN/mHI,i i 15.Si i弯矩

7、和剪力计算表3内力位置剪力Q(KN)弯矩M(KNm)20m梁16m梁20m梁16m梁X=0177.1118.600X=l/488.559.3660.8346.8X=l/200867.7462.4（二）外荷载计算（新桥系梁支架模板等.）新桥主系梁宽度2.5m，高度1.8m.浇筑时作用在搭设老桥面上的支架上，按作 用宽度3.5m考虑，经计算桥向荷载强度为100KN/m （包括系梁、支架、模板 等）。则在20m和16m空心板产生的跨中弯矩为：M20 中=1/8*100*19.62=4802 KNmM16 中=1/8*100*15.62=3042 KNm（三）铰接板横向分布系数计算根据新桥主系梁在老桥

8、空心板梁上的作用位置及排列，二根主系梁、支架、 模板等重由41片空心板承重。但考虑道主梁以南（或北）只有8片梁，所以按 每根主系梁由16片空心板梁承受量根据桥梁工程铰接板计算资料。考虑按 8片板梁计算分布系数（以20m板梁计算为例，计入5cm混凝土铺装层有效高 度）1抗弯惯矩（近似计算，假定圆孔在中心）1001= ( 100*903/12 ) - ( 55*553/12 )=5312448cm42.抗扭惯矩It=4 ( 100-22.5 ) 2* ( 90-17.5 ) 2/(100-22.5)*(1/20+1/15)+(2*(90-17.5)/22.5)= 126281406/(9.04+6

9、.44)=8157714 cm43刚度参数V=5.8* (I/ )*(b/l) 2=5.8*(5312448/8157714)*(100/2000) 2=000944计算跨中中荷载横向分布系数荷载简化排列如下图，从直观可看出1号板受力最大。计算1号板的荷载横向分布系数板号V单位荷载作用位置(i号板中心)12 I I456781 10.00 -125125 *125 3 1257125* 125125125I 一w, 产0.011.191168 142 i 122一1070960890850.0094187165141122108098091087| :L-| | | | | | | | | |

10、 | |隊弟简化梯-q87654321 I 2345678910官蛍 宮 虽 蛍昼梁W C-：J-.-丄丄一一线 1号板的荷栽横向分布影响线1.号板的荷载横向分布影响线图20m 空板横向分布系数：mc=(0.187+(2/3)*0.165)=0.297同理可算得16m空板：mc=0.327(四) 外荷载在一片梁上产生的跨中弯矩为：Mi。中=1/2* M20 中 *0.297=1/2*4802*0.297=713KNmM16 中=1/2* M16 中 *0.327=1/2*3042*0.327=497KNm1339（五）、预应力在空心板梁上产生的弯矩（n= （ 1.95*105/3.45*104

11、 ） =5.65 ）采用的预应力标准强度1860Mpa，张拉抗制应力Mpa经计算扣除损失后4 JI2I100钢绞线的有效预应力约为6y=1130 Mpa.Agj=14x1.374=19.24cm2A =4x3.14/4x 1.22=4.52cm25A=8x3.14/4x 1.22=9.04cm251、换算截面的几何特性：A=100*9*(3.14/4)*62.52+(5.65-1)*(4.52+9.04)+(5.65-1)*19.24=6086 cm2S= (5.65-1)*19.24*5 + (5.65-1)*4.52*80 + (5.65-1)*9.04*8 +(100*90*(1/2)*

12、90)-(3.14/4)*62.52*(1 /2)*85)=447+1681+336+405000-130322=277142 cm3丫 下=S/A=277142/6086=45,53cm1=(1/12*100*903)+ (100*90*0.533)+ (5.65-1)*19.24*(45.53-5) 2 +(5.65-1)*4.52*(44.47-10)2+(5.65-1)*9.04*(45.53-8)2- (55/12)*553+552*(45.53-42.5) 2=6075000+2528+146964+24973+59208-790324=6229349 cm42、有效预应力弯矩My

13、中My 中=1130*19.24*（ 45.53-5 ） *10-3=881 KNm（六）作用在20m空板梁上跨中弯矩组合为（1片梁） M总=M恒中+ m20 中- My中=867.7+713-881=700 KNm（七 ） 20m空板梁的正截面强度计算6上=N/A+M/l/y 上=11300x19.24/6086+700x104/6229349 x44.7=85.7kg/cm2 6=175 kg/cm26下=N/A-XM/I/y 下=11300x19.24/6086-700x104/6229349 x45.53=-14.5kg/cm2 6=-27 kg/cm2（八）系梁等荷载引起20m空板梁

14、跨中的挠度计算f=5x713x 104x19.62x104/ （ 48x3.45x105x6229349）=1.3cm f=1.3cm1960/400=3.3cm（九）同样方法计算得系梁等荷载引起16m空板梁跨中的挠度计算及截面应力 如下：6上 =N/A+XM/I/y 上=11000x15.8/5674+394x104/3330951 x37.5=75kg/cm2 6=175 kg/cm26下=N/A-XM/I/y 下=11000x15.8/5674-394x103330951 x37.5 =-13.8kg/cm2 6=-27 kg/cm2f=5x497x 104x15.62x104/ （ 48x3.45x105x3330951 ） =1.1cm f=1.1cm1560/400=2.6cm（十）计算结论老桥满足施工荷载要求.