下部结构设计计算示例
混凝土桥梁下部结构病害分析与加固
混凝土桥梁下部结构病害分析与加固发布时间：2022-08-30T03:25:10.613Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷第8期作者：杨芬[导读] 下部结构是混凝土桥梁的重要组成结构，决定了桥梁的整体稳定性及传荷能力。
杨芬(湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北武汉430051)摘要：下部结构是混凝土桥梁的重要组成结构，决定了桥梁的整体稳定性及传荷能力。
根据下部结构的常见形式对病害类型及产生机理进行分析。
以武汉某桥梁为研究对象，通过对该桥梁进行定期检查，确定桥梁下部结构存在病害类型及部位，对该桥梁技术状况进行评分计算为66分，属于3类桥梁，需要对下部结构进行加固处置。
采用粘贴钢板法以及套箍加固法对下部结构进行加固，提高了桥梁下部结构的耐久性。
关键词：混凝土桥梁，下部结构，病害分析，加固措施1 引言随着我国公路工程建设的不断发展，我国已经建成的公路桥梁总数超过35万座[1]。
虽然公路桥梁建设的速度快、数量多，但是由于桥梁建设较早有些桥梁已经出现了一些病害，影响了桥梁的整体性及耐久性[2]。
下部结构是桥梁主要的承重结构，包括桥墩、桥台以及基础组成，下部结构材料多为钢筋混凝土材料，在车辆活载和桥跨恒载的共同作用下，导致桥梁结构在使用过程中出现大量病害，严重降低耐久性[3]。
由于桥梁结构组成复杂，下部结构病害产生的原因较多，且产生机理复杂，因此需要对桥梁下部结构病害产生机理及加固方式进行研究[4]。
本文以武汉某桥梁为例，根据桥梁下部结构的组成及分类，研究下部结构病害存在的类型及部位，确定下部结构病害产生的机理。
通过对该桥下部结构进行定期检查，确定该桥梁的病害类型及数量，根据调查结果对该桥梁下部结构进行技术状况评定，依据评定结果，针对相应病害提出该桥梁下部结构加固措施。
2 混凝土桥梁下部结构病害及产生机理混凝土桥梁下部结构病害的产生主要包括两方面原因。
一方面是内因，主要由于混凝土桥梁在勘察设计以及施工方面存在问题导致桥梁下部结构提前出现病害，需要进行加固处理。
下部结构设计计算算例(样例)
任务书目录50601015015013013070130150506015010010330330760220220220220220220505014201 设计资料1.1 地质资料 按任务书填1.2 桩、墩尺寸与材料 按任务书填本设计下部结构采用桩柱式墩台基础。
根据该桥梁设计跨径*****，桥墩型式采用单排双柱式。
桥墩帽梁高度取***m ，系梁高度取***m ，宽度取***，位于地面线以上，墩径取**m ，桩径取***m 。
具体尺寸参见图1—1：图1—1 桥墩构造图2内力计算 ： 2.1恒载反力：（1）上部结构恒载反力(见表2—1)：表2—1 上部结构荷载情况2、盖梁自重反力：[14.2×1.5×0.5+0.5×(14.2+9.1)×0.6×1.5]×25=528.38kN3、系梁自重反力：4.31×1.0×25=107.75kN 4、墩柱自重每延米：21.32533.17/4kN m π⋅⨯=5、桩自重每延米： 21.501526.494q kN m π=⨯⨯=（浮容重）2.1活载反力：（1）各主梁荷载横向分布系数计算：本设计计算各主梁荷载横向分布系数应用杠杆原理法，采用两种布载形式，即偏心布载和对中布载。
○1偏心布载(图2—1)： 公路—Ⅱ级: ∑=i i m η21,汽 11(0.9550.136)0.5462m =⨯+=汽21(0.0450.8640.545)0.7272m =⨯++=汽31(0.4550.7270.136)0.6592m =⨯++=汽.2731.0000.6820η1η2η3η4η5η6η71.0001.0001.0000.8640.3180.7270.2730.9090.09141(0.2730.8640.318)0.7282m =⨯++=汽51(0.6820.727)0.7052m =⨯+=汽61(0.2730.909)0.5912m =⨯+=汽710.0910.0462m =⨯=汽图2-1偏心布载时各主梁荷载横向分布系数根据上述计算，将各主梁荷载横向分布系数汇总在表2—2中：0.0.7050.295η4η3η2η10.8861.0000.2951.0000.7050 表2-2 各主梁荷载横向分布系数汇总(偏载时)○2对中布载(图2-2)：图2-2 对中布载时各主梁荷载横向分布系数公路—Ⅱ级: ∑=i i m η21,汽 1'10.5230.2622m =⨯=汽2'1(0.4770.7050.114)0.6482m =⨯++=汽1.0001.0001.012=178.5kNk P 3'1(0.2950.8860.295)0.7382m =⨯++=汽4'1(0.7050.705)0.7052m =⨯+=汽根据上述计算，将各主梁荷载横向分布系数汇总在表2-3中： 表2-3各主梁荷载横向分布系数汇总(对中布载时)（2）按顺桥方向布置活载(图2-3)，求得支座活载反力的最大值：公路—Ⅱ级: 考虑到支点外布置 荷载，布置长度为：19.50.2519.75l m =+=。
浅谈桥梁下部结构设计计算
黑龙江交通科Байду номын сангаас
ＨＥＩＯＮＧＪＡＮＧ Ｉ Ｌ ｌ ＪＡＯＴＯＮＧ Ｊ ＫＥ Ｉ
Ｎｏ １ ，０ ８ ． １２０
（ ｕ ｏ１ ） Ｓ ｍ Ｎ ．７ ７
浅 谈 桥梁 下部 结构 设计 计算
刘 高 友
（ 贵州省黔西南州方程建筑总公司 ） 摘 要： 从几个方面介绍 了桥梁下部结构的设计 和计算 。 文献标识码 ： ｃ 文章编号 ：０ ８— ３ ３ ２ ０ ） １— ０ ０— １ １０ ３ ８ （ ０ ８ １ ０ ８ ０
关键词 ： 桥梁下部 ； 结构设计 ； 算 计 中图分类号 ：４ ２ ５ ｕ ４ ．
１ 盖梁内力计算 配钢筋 ， 同时 ， 水平钢 筋与竖 向钢筋搭接处应点焊成 网格状。 （） １ 当荷载对称布置时 ， 照杠杆法进行计算 。 按 （） ２ 埋置式桥台 土压力一 般是 以原地 面或 一般 冲刷线 （） ２ 当荷载偏 心布 置时 ， 照偏 心受压 进行计 算 ， 按 两种 起计算的 ， 对较差土质 ， 需要进行验算 ， 确定是否考虑地面以 布载情况 的内力取 大值控制设计 。这种算 法仅为两 种布载 下台后深层 土对桩水平力 的影 响。台后一定要选用透水 、 强 状况下 的内力计算 ， 不是各截 面最不 利状况 的内力计 算 ， 计 度高 、 稳定性好的材料 ， 否则渗水后摩擦角及粘结力下降 ， 自 算所得 内力存在不安全 的因素。内力计算 的正确方 法应该 重增加 ， 台后实际受土压力 远远 大于设计值 ， 使桥 台产生 滑 先画出截面内力影 响线 ， 再对影 响线用杠杆法及偏心法进行 移 、 失稳 。 最不利横 向布载， 求出各截 面内力最 大、 最小值 ， 内力包 根据 （） ３ 桥头路基 沉降、 滑动 验算。首先 ， 基沉降过大 、 路 桥 络图进行结构配筋。盖梁 的抗弯配筋主要 由裂缝宽度控制 。 头跳车 、 台背和梁端过早损坏 ， 加大竖 向土压力及负摩 阻力 ， 剪力设计对混凝土与箍筋承担剪力 比例作 了明确规定 ， 这样 造成桥台盖梁开裂 及 桩基 不均匀 下沉 、 面开裂及 路基 渗 路 梁体往往需要设 置大量斜剪力 钢筋 ， 给梁 内布筋带来 困难 ， 水 ， 促使路基失稳 。其次 ， 由于路 基滑动使 桥 台所承受 的水 配筋 时经常通过多设箍筋 ， 凝土与箍筋 承担更多 比例 的 让混 平土压力 已远大于计 算值 ， 于桥头高路基 和处于改河 、 对 填 剪力 ， 配筋 自由度更大。盖梁 配筋要 注意 “ 使 强剪弱弯 ”大 沟段或路基外不远处有沟、 ， 河的， 更要注意深层滑动的验算。 部分梁体的破坏是由于剪力不足造成的， 对抗弯钢筋满足要 ４ 桩筋及桩长设计注意事项 求即可， 但对抗剪钢筋一般 留有 富余 ， 这样偏于安全。 （） １对于桩基各截面的配筋 ， 从理论上来说应根据桩内弯 ２ 桥墩内力计算 矩包络图进行计算布置。通常是根据最大负弯矩处进行配筋 ， 墩桩顶的最 大竖 向力 计算非 常简单 ， 里不再叙 述 ； 这 墩 从桩顶一直伸到最大负弯矩一半处 以下一定锚固长度位置， 减 桩顶水平力计算 ， 运用柔性 墩理论 中的集成 刚度法 ， 将桥 面 少一半配筋再一直伸至弯矩为零 以下一定锚 固长度位置 ， 再以 汽车制动力及梁体混凝土 收缩 、 徐变 、 、 温差 地震产生 的水平 下为素混凝土， 对于软基， 桩主筋最好穿过软土层。 力在全联墩台进行 分 配 ， 后根 据不 同组 合 的墩桩 顶水平 最 （） ２ 软土地质条 件下 的桥梁 桩基计 算不 能简单 的采用 力、 弯矩及对应墩桩顶竖 向力进 行桩基各截面内力计算 。 常规计算方法 ， 而应根据实 际的受力特点加以分析 。就计算 （） １ 对于横 向陡边坡 上 的桥 墩设 计 ， 一墩位 ２个 （ 方法而言 ， “ 同 ３ 用 假设 有效 桩长 ”计 算桩 的最 大弯矩及弯矩零 ， 个） 墩柱存在较悬殊的无支长度 差异 ， 因刚度差 异造成桥 墩 点进行配筋的常规方法 ， 在软 土地质条 件下应慎重采用 ， 以 横桥向受力分配的不均匀 。设计 时在考 虑柔性墩 纵 向力 的 免造成最大弯矩及弯矩零点位置判断的错误， 导致配筋长度 分配的同时， 还应进行力的横桥 向分析。 的不足 。 （） ２ 在山岭区连续大纵坡路段， 如采用柔性墩结构， 因 （） ３ 在桩基变形较大的情况下 ， 计算应 同时考虑桩土特 车辆长期单 向行驶造成 的桥 梁累积 变位是设计 必须考 虑的 性及受力条件 ， 以整体体系来分析桩 的受力模式。当桩基水 问题。增加桥梁的刚度是 提高桥梁变位 的有效措施 ， 必须 平变形量超 出“ ” 的限制 范 围时 ， 但 ｍ法 地基 土抗力系 数 ｍ值 以增加投资为代价 ， 以在设计 中应综合考虑 。 所 宜采用实测值 。由于“ ” ｍ 法基本 假定 与大变形量 桩基受力 ３ 桥 台内力计算 模式存在偏差 ， 也可以考虑其 它更接 近于该类桩基受力模式 桥台除了受与桥墩相似的荷载之外 ， 向荷载还增加 了 竖 的计算方法进行对 比计算 。 土压力 、 负摩阻力 、 搭板 自重 等荷 载 ； 水平 荷 载增 加 了土压 （） ４ 山岭重丘 区的桥墩多处 于基岩裸 露的陡边坡上 ， 桩 力， 其影 响复杂 ， 设计时需注意以下几点 ： 基多为嵌 岩桩 。陡边坡 上嵌岩桩 的嵌岩深度 必须考虑两个 （） １ 内力计算 应注 意 的问题 。① 软土 地基 上带基 桩 的 方面的内容 ： 一是能起 到嵌 岩作用 的嵌岩深度 ； 二是岩石能 钢筋混凝土薄壁桥 台土压力计算 按深层 考虑 。② 软基路段 满足嵌固受力 要求 所必须 的水平 宽度 。嵌 岩深度 的确定对 桥台应尽量设置为与路 线正交 的形式 ， 减小 台身长度 ， 在适 结构的安全性和经 济性具有 非常重要 的意义 。 当的位置设置伸缩缝 ， 以缩短 受拉 区长度 ， 小 台身砼 的收 ５ 结束语 减 在桥梁总体设计 中 ， 下部结构 的形式选择对整个设计方 缩变形量 ， 抑制台身的竖 向、 向裂缝 的发生 。③ 在桥 台的 斜 承台或基础顶面应设置一定数量 的支撑梁 ， 削减基础及下部 案 的确定有着较大影 响。确定 桥梁下 部结构应遵循安 全耐 满足使用 的要求 ， 同时造 价较低 ， 维修养 护方便 ， 与周围 结构 的 自由长度 ， 降低结构 自身的弯矩 ， 提高结构承载能力。 久 、 桥梁 下部 结构 的设 计与结 构受 ④软基段落的中、 小桥， 台前台后均应进行一定长度的软基 景观相协调等 原则 。另 外 ， 处理过渡 ， 免因为桥头软基滑移或 由施工过程不对称 加载 力 、 避 水文、 地质构造等密切相 关 ， 同时应考虑 地震 、 影响 温度 引发的其他附加荷载对 桥台及桩基产生挤压 ， 造成 桥台水平 力等作用 。这就需要设计者 善于结合 工程实 际不 断探 索和 开裂。⑤在薄壁墩台的拉应力 区 ， 配置受 拉钢 筋 ， 是 总结 ， 应 尤其 提高下部结构 的设计质 量及使用效果 ， 使其选 择与布 在靠近台身底部 （／ １４～１３ Ｈ附近 ， ／） 要根据实际受力情况增 设 能够更加合理 、 经济 。
底部框架顶层门刚的建模及计算总结
底部框架顶层门刚的建模及计算总结底部框架顶层门刚结构的建模及计算总结（本文以PKPM为例，如果你使用其他软件，你应该自己解决相关问题。
本文只是一个启发。
）建模方法：建议使用“门式刚架三维设计”建模，模型中建立各个刚架立面，下部框架可按夹层或直接绘制网格线建立。
立面建完之后，将系杆建入（纵向框架梁可以按系杆输入），纵向的次梁不建。
屋面水平支撑、柱间支撑可在此建模。
设计方法：三维建模完成后，进行加载和计算，并根据设计结果将截面调整到合适的截面。
应设计每个标高，直到完成所有标高。
在参数设置中，设计规范应选择钢结构规范，结构类型可以是“门式刚架灯塔钢结构”（如果只有局部夹层）或“多层钢结构厂房”（如果有多个楼层）。
建议根据门规检查和计算屋顶梁，并通过按压弯曲构件进行重新检查。
（题外话：关于规范和结构类型的选择，和结构本身的特点以及抗震均有关系，不能简单地认为按上面的说法设置一定是正确的，需要更加深入的探讨。
）框架补充建模：进入框架的“三维模型和载荷输入”，此时仍进入模型目录。
可以看到，程序会自动生成每个标准层，并且会自动为顶层的倾斜屋顶设置“上部节点高度”。
这也是我建议首先使用门式刚架建模的原因，以便可以轻松生成顶层的斜梁和变截面梁。
（注：1、保留原模型，复制一个目录来进行以下步骤。
2、使用其他的设计软件，可能更容易建立空间模型。
总之大家可以适当选择设计软件和建模方法，不可拘泥于此。
）此处，有必要补充框架部分的纵向钢梁和未布置的支架等必要部件。
最后，生成楼层和布局荷载。
楼板和顶板可根据实际需要设置弹性板或刚性板。
一般来说，我们没有考虑楼板对钢梁的影响。
建议不要考虑面外刚度，我们可以选择刚性板或弹性膜。
如果要考虑楼板对钢梁的影响，最好采用“钢-混凝土组合梁”。
屋面板一般采用彩色压型钢板，结构计算不考虑板的刚度。
因此，可以输入0厚度的板来引导荷载，而无需为构件提供额外刚度。
然而，这样做有一个问题。
顶层刚度远小于下层框架，振型、平移或扭转的计算结果相对较差。
桥梁的上部结构,下部结构,基础,墩台构造和设计
2．梁式拱上建筑 特点：桥梁造型轻巧美观，减小拱上重量和地基 承压力，以便获得更好的经济效果。大跨径混凝 土拱桥一般都采用梁式腹孔拱上建筑。
学习情景二：桥梁下部构造
本次课标题：桥梁墩台构造
一、桥墩构造 二、桥台构造
一、桥墩构造 （一）梁桥桥墩 1. 重力式桥墩 1）组成： （1）墩帽： 一般用不低于20号的混凝土浇筑，四周应挑出 墩身约5cm～10cm作为滴水。对于大跨径的桥梁 ，需在墩顶上设置钢筋混凝土支承垫石，支座要 放置在支承垫石上。
（二）桥梁的主要尺寸和术语 净跨径： ——梁桥指设计洪水位上相邻两个桥墩（
或桥台）之间的净距离。拱式桥指每孔 拱跨两个拱脚最低点之间的水平距离。 总跨径： ——多孔桥梁中各孔净跨径的总和。
计算跨径： ——对于有支座的桥梁指桥跨结构两个支
座中心之间的距离。拱桥指两拱脚截面 形心点之间的水平距离。 标准跨径： ——指相邻两桥墩中线之间的距离。或桥 墩中线至桥台台背前缘之间的距离。
（一）桥梁的组成 1. 上部结构（又称桥跨结构） ——当路线遇到障碍而中断时跨越
跨越障碍的建筑物。 作用：承受车辆荷载，并将车辆荷
载及其自重通过支座传给墩台。
2. 下部结构（桥墩和桥台）： ——支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载 传至地基的建筑物。 （1）桥台：设置在桥梁两端。 作用：除起支承桥跨结构作用外，还与路 堤相衔接，以抵御路堤土侧压力，防止填 土的滑塌。
2. 截面尺寸 （1）主梁 梁高一般取（ ～ ）L，梁肋宽一般为150～180mm
（2）横隔梁
梁高一般取主梁高度的3/4，
梁肋宽一般为120～160mm，
作成上宽下窄内宽外窄的
楔形。
（3）翼缘板
宽度比主梁中距小20mm，
桥梁下部结构设计图文详解
一、桥涵水文基础知识跨水域桥梁，满足洪水宣泄要求。
桥梁基本尺寸，包括桥孔长度、桥面标高、基础埋深等的确定，必须考虑设计使用年限内可能发生的最大洪水，包括其流量、流速及水位等因素。
1大、中桥设计流量推算设计流量的推算，要按《公路工程水文勘测设计规范》的要求，根据所掌握的资料情况，选择适当的计算方法。
对于大、中河流，具有足够的实测流量资料时，主要采用水文统计法。
而缺乏实测流量资料时，则多采用间接方法或经验公式计算。
计算时要注意水文断面与桥位的关系，正确推算桥位处的设计流量和设计水位。
2小桥涵设计流量推算桥涵一般都缺乏观测资料。
因此相关部门制定了各种小流域流量计算公式和相应的图表作参考，设计时，应以多种计算方法予以比较。
常用的方法：形态调查法、暴雨推理法和直接类比法。
暴雨推理公式是直接根据设计规定频率P推求出对应的洪峰流量Qp，此方法计算出的Qp即是拟建小桥涵处设计流量。
形态调查法和直接类比法仅推出了形态断面处或原有小桥涵位处的流量Q‘p故须向拟建小桥涵位处折算成设计洪峰流量Qp。
在条件许可情况下，宜用几种方法计算互相核对比较，并通过加强调查研究、积累资料、进行科学实验，找出适合本地区的计算方法，结合实际情况确定计算公式和有关的参数。
3桥位选择的一般规定（1）调查和勘测。
对复杂的大桥、特大桥应进行物探和钻探；考虑现状，征求有关部门的意见，经全面分析认证，确定推荐方案。
（2）在整体布局上与铁路、水力、航运、城建等方面规划互相协调配合；保护文物、环境和军事设施等；照顾群众利益，少占良田，少拆迁。
（3）高速公路、一级公路的特大、大、中桥桥位线形应符合路线布设要求。
原则上应服从路线走向；桥、路综合考虑；注意位于弯、坡、斜处的桥梁设计和施工的难度。
（4）对水文、工程地质和技术复杂的特大桥位、应在已定路线大方向的前提下、根据河流的形态特征、水文、工程地质、通航要求和施工条件以及地方工农业发展规划等，在较大范围内作全面的技术、经济比较确定。
桥梁下部结构通用图计算书
目录第一部分项目概况及基本设计资料 (1)1.1 项目概况 (1)1.2 技术标准与设计规范 (1)2.2.3 罗望线T梁构造配筋与部颁图比较 (6)2.3 结构分析计算 (6)2.3.1 活载横向分布系数与汽车冲击系数 (6)2.3.2 预应力筋计算参数 (6)2.3.3 温度效应及支座沉降 (7)2.3.4 有限元软件建立模型计算分析 (7)第三部分桥梁墩柱设计及计算 (8)3.1 计算模型的拟定 (8)8891011121313 3.3.1 计算模型的选取13 3.3.2 15米墩高计算 (14)3.3.3 30米墩高计算 (23)3.4 30米T梁墩柱计算 (33)3.4.2 15米墩高计算 (34)3.4.3 30米墩高计算 (44)3.4.4 40米墩高计算 (53)4.2.2 动力特性特征值计算结果4.2.3 E1地震作用验算结果 (87)4.2.4 E2地震作用验算结果 (87)4.2.5 延性构造细节设计 (88)第一部分项目概况及基本设计资料1.1 项目概况贵州省余庆至安龙高速公路罗甸至望谟段，主线全长77.4公里，项目地形起伏大，山高坡陡，地质、水文条件复杂，桥梁工程规模大，高墩大跨径桥梁较多，通过综合比选，考虑技术、经济、结构耐久、施工方便、维修便利及施工标准化等因素。
主线）（3）中华人民共和国交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），以下简称《规范》（4）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）（5）中华人民共和国交通部标准《公路坞工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）（6）中华人民共和国交通部标准《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）（7）中华人民共和国交通部标准《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）1.3 基本计算资料（1）桥面净空：2x净-11.0米、净11.25米C50；根据贵州高速公路集团有限公司2013年6月3日下发的《黔高速专议【2013】44号》会议纪要，热轧光圆钢筋采用HPB300，直径小于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB400，直径大于等于22mm的热轧带肋钢筋采用HRB500。
桥梁下部结构计算（要点总结）
桥梁下部结构计算（要点总结）第一篇：桥梁下部结构计算(要点总结)1．梁、板式桥墩台作用效应组合1．1 梁、板式桥墩第一种组合：按在桥墩各截面和基础底面可能产生最大竖向力的状况组合。
此时汽车荷载应为两跨布载，集中荷载布在支座反力影响线最大处。
若为不等跨桥墩，集中荷载应布置在大跨上支座反力影响线最大处，其他可变荷载作用方向应与大跨支座反力作用效果相同。
它是用来验算墩身强度和基地最大压应力的。
第二种组合：按在桥墩各截面顺桥向上可能产生最大偏心距和最大弯矩的状况组合。
此时应为单跨布载。
若为不等跨桥墩，应大跨布载。
其他可变作用方向应与汽车荷载反力作用效果相同。
它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心距和稳定性的。
第三种组合：当有冰压力或偶然作用中的船舶或漂流物是，按在桥墩各截面横桥向可能产生与上述作用效果一致的最大偏心距和最大弯矩的状况组合。
此时顺桥向应按第一种组合处理，而横桥向可能是一列靠边布载（产生最大横向偏心距）；也可能是多列偏向或满布偏向（竖向力较大，而横向偏心较小）。
它是用来验算横桥向上的墩身强度、基底应力、横向偏心距及稳定性的。
1．2 梁、板式桥台第一种：汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上（此时根据通规，以车辆荷载形式布载）；第二种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）仅布置在桥跨结构上，集中荷载布在支座上；第三种：汽车荷载（以车道荷载形式布载）同时布置在桥跨结构和破坏棱体上，此时集中荷载可布在支座上或台后填土的破坏棱体上。
2．桩柱式墩台验算——盖梁计算2．1 作用的特点及计算作为梁式桥，上部荷载是以集中力的形式作用于盖梁上，所以作用的作用位置是固定的，而其作用力的大小，随着汽车横向布置不同而变化。
汽车横向布置原则是依据盖梁验算截面产生最大内力的不利状况而确定。
一般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数计算可做如下考虑：2.1.1 单柱式墩台盖梁在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面的剪力时，汽车横桥向非对称布置（即按规范要求靠一侧布置），横向分配系数按偏心受压法计算。
桥梁下部结构设计
桥梁下部结构设计0 前言随着经济不断发展，桥梁建设得到了飞速发展，它已从最开始的方便人们过河、跨海之用，已广泛应用于各种场合，它的用途不断多样化，它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化，不仅从功能上、规模上，还从美观上、经济效益上，逐渐与时代发展相协调。
所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体，也是一道美丽的风景被人津津乐道。
面对着新工艺、新挑战，原有的桥梁建设正面对历史的考验，当代建设者肩负着光荣而又艰巨的任务，为明天创造历史。
本设计说明书所编写的是沈阳至阜新公路桥的下部设计方案。
通过上部荷载传力，拟定桥墩尺寸，以确定相应的尺寸是否满足要求，配置以合适的钢筋，使提高桥墩的承载力，使达到桥梁的耐久性要求。
在桥梁的使用期内，完成桥梁墩台的使命。
通过本次设计，我基本上掌握了桥梁下部设计的基本内容，从选截面尺寸，到配置钢筋，每一个细节都是经过多次考虑，通过反复验算，使桥梁墩台满足要求，且以经济合理的材料用量完成。
所以下部设计是要求桥梁设计者，从上部得到内力组合后，设计以适应下部使用的尺寸结构进行验算。
本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识，使自己具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。
1 桥型方案比选沈阳至阜新公路桥，桥孔布置为5×35m的预应力混凝土箱型简支梁桥，桥梁全长175m。
本桥上部为预应力混凝土箱型梁，下部结构为钻孔灌注桩墩台。
1.1 技术设计标准1．桥面净宽：4×3.75m+0.5m=15.5m；2．荷载等级：公路-Ⅰ级荷载；3．设计洪水频率：1/100；4．环境类别：Ⅱ类环境；5．设计安全等级：二级，结构重要性系数01.0γ=。
1.2 主要设计依据1．《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）3．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）4．《公路桥涵设计手册-墩台与基础》5．沈阳至阜新公路桥设计资料1.3 工程地质资料根据地质勘察，揭露的地层岩性主要为素黏土、砾石、亚砂土、粉砂、泥岩。
梁钢筋计算实例
梁钢筋计算实例梁是建筑结构中常见的承重构件，它承受着楼板、墙体等上部结构的重力荷载，并将其传递到下部结构中。
在梁的设计与施工过程中，梁的钢筋计算是非常重要的一环。
下面我们以某个具体的实例来进行梁钢筋计算的演示。
假设我们有一根梁，其长度为4.5米，宽度为0.3米，高度为0.5米，要求根据设计荷载计算出梁中所需的钢筋数量。
我们需要计算梁的设计荷载。
假设该梁所承受的设计荷载为20kN/m，根据梁的长度和宽度，可以计算出梁的自重为：自重 = 长度× 宽度× 高度× 混凝土密度混凝土密度一般取24kN/m³，代入数据计算可得：自重= 4.5m × 0.3m × 0.5m × 24kN/m³ = 16.2kN接下来，我们需要计算梁的活载荷载。
假设该梁所承受的活载荷载为10kN/m，根据梁的长度，可以计算出活载荷载的总值为：活载荷载 = 活载荷载× 长度代入数据计算可得：活载荷载= 10kN/m × 4.5m = 45kN根据设计要求，梁的荷载组合为1.4倍的自重加上1.6倍的活载。
所以，梁的设计荷载为：设计荷载= 1.4 × 自重+ 1.6 ×活载荷载代入数据计算可得：设计荷载= 1.4 × 16.2kN + 1.6 × 45kN = 120.6kN接下来，我们需要计算梁中所需的钢筋数量。
根据设计荷载和梁的尺寸，可以计算出梁的弯矩。
梁的弯矩计算公式为：弯矩 = 设计荷载× 梁长度² / 8代入数据计算可得：弯矩= 120.6kN × (4.5m)² / 8 = 304.5kNm根据梁的弯矩和混凝土的抗弯承载力，可以计算出梁的钢筋面积。
梁的钢筋面积计算公式为：钢筋面积 = 弯矩/ (0.87 × 抗弯承载力× 梁高度)混凝土的抗弯承载力一般取为5MPa，代入数据计算可得：钢筋面积= 304.5kNm / (0.87 × 5MPa × 0.5m) = 1114.6mm²根据钢筋的直径和间距，可以计算出梁中所需的钢筋数量。
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Nh
P
1U 2
lτi i λ m0 A σ 0 k2γ 2 (h2 3) 0.5 3.456 [
4.6 20 3.8 50 (h 2 4.6 3.8) 240] 0.7 0.8 0.785 [550
6 (10 29.8 ) (h 1)] 1 (441.096h2 1147.916h 3829.416)
105.94kN
弯矩M i
40
3a0
0.5466EI
2014.24 EI
0.1234EI
8840.31 EI
10.09kN
m
校核
:
n
Q i
4 105.94KN
423.76KN
H
423.78kN
n
xi Pi nMi 2 (5615.31 2241.46)1.25 410.09 8474.985kN m M 8475.425kN m
2.11779
1.29088
14.16674443
7.888309504
22.05505
0.917431
0.4
1.80273
1.00064
24.11836412
12.22942182
36.34779
1.376147
0.6
1.50268
0.74981
30.15608278
13.74581684
满足nb 1
2.762
B'
1
4.5，取一排装两边外侧边缘距离B'
3.5m
2. 计算桩-土变形系数 地面或最大冲刷线下的影响深度 hm 2(d 1) 4m 范围内有两层土。
m0
m1 h12
m2 (2h1 h2 )h2 hm2
[6 2.62
15 (2 2.6 1.4) 1.4] 42
11197.5KN
a0
n4
1
i
xi2
H
n3M
i1
n2
n4
1
i
xi2
n3
2
6.3739EI 423.78 0.4936EI 8475.425 0.1604EI 6.3739EI 0.0.2436(EI )2
8840.31 EI
i1
0
n2M n3H
n2
n4
1
m
xi2
(n3
)2
0.1604EI 8475.425 0.4936EI 8475.425 0.1604EI 6.3739EI 0.0.2436(EI )2
1．地质情况
序号
名称
层厚
土层描述
天然重度 γ
比例系数 m
推荐容许承载力 [σ]
极限摩阻力 τi
1 淤泥质土 4.6m
软塑
16kN/m3 6 MN/m4
50 kPa
20 kPa
2
粘土 3.8m 灰黄色，硬塑 17kN/m3 15 MN/m4
240 kPa
50 kPa
3
碎石 >50m 黄色，密实 20kN/m3 55 MN/m4
h2
h2
令 Nh P 得： 435.205h2 6218.554h 13947.128 0 h 16.26m(舍去负值）
现取 h=17m<20m，满足取 λ=0.70，则，桩低标高为 1.00m
2.2 单桩竖向允许承载力
代入数据，h=17m，得P 1U 2
lτi i λ m0 A σ 0 k2γ 2 (h2 3) 5480.67kN
Qo 2EI
A
Mo EI
B
105.94 0.4362 EI
（1.62100）+ 221.97 0.436EI
(1.75058)
1.82103 rad
1
0
0 l0
Q
M
3.21103
(1.82103) 2
Ql03 3EI
Ml02 2EI
(6.85 0.31)103 m 7.16mm
恒载及二孔活载时：
N 1.2(1580 5400 800 975150 7 4.5 2.515）+1.45830.04=19905.556kN 桩
（直径 1m）自重每延米为： q= π 12 15 11.781kN / m （已扣除浮力） 4
2．桩长计算
2.1 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》反算桩长 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式，初
C0
m0
h
11197.517
1.904105 kN
/
m3 ,
A0
4
2.52
4.91m2 (按桩中心距计算）
1
l0
1 h
1
2 0.517 0.785 3107
1
1.904 105
1
4.91
6.60 105
0.670EI
AEh C0 A0
已知：h h 7.41（ 2 4），取用4，l0 l0 0.436 2 0.872m 查表得：Q 0.48395，M 0.64916，M 1.25357 2 3EI Q 0.0401EI , 3 2EI M 0.1234EI , 4 EI M 0.5466EI
2.44066
221.97 0.4362 EI
1.62100
3.21103 m 3.21mm 6mm，符合规范要求
O
Qo 2EI
A
Mo EI
B
105.94 0.4362 EI
（பைடு நூலகம்.62100）+
221.97 0.436EI
(1.75058)
1.82103 rad
∴桩顶纵向水平位移
O
550 kPa
240 kPa
2．标准荷载计算 （1）恒载计算
桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN； 箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN； 墩帽自重：N3=800kN； 桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*2.5=150KN （2）活载计算 一跨活载反力：N5=2835.75kN，
水平位移容许值[△]=0.5 25 =2.5cm=25mm 符合规范要求。
9. 按 m 法 计 算 桩 身 入 土 段 任 一 深 度 处 的 弯 矩 和 桩 侧 横 向 土 抗 力 （ 并 作
M Z
~
Z、 Z
~
Z
曲线）
已经算出b1
1.381m,
0.436m1,
Q 0
105.94kN,
M 0
221.97kN
主题二：桥墩桩基础设计示例 1
1．基本设计资料
某桥梁上部构造采用预应力箱梁。标准跨径 30m，梁长 29.9m，计算跨径 29.5m， 桥面宽 13m（10+2×1.5），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构 为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。 1.1 水文地质条件
河面常水位标高 25.000m，河床标高为 22.000m，一般冲刷线标高 20.000m， 最大冲刷线标高 18.000m 处，一般冲刷线以下的地质情况如下：
承台横桥向立面图 承台纵桥向立面图
2. 4 桩的内力及位移计算
1. 确定桩的计算宽度 b1
b1 K f K0 K d 0.9 (d 1) k， 沿水平力H作用方向上装间净距
L1
1.5m
0.6h1
0.6 3 (d
1)
3.6m， K
b'
1 b' 0.6
L1 h1
0.767m,
b1
1.381m，
在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kN·m； 两跨活载反力：N6=5030.04kN+8×100kN； （3）水平力计算 制动力：H1=300kN，对承台顶力矩 6.5m； 风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩 4.75m
3．主要材料
承台采用 C30 混凝土，重度 γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用 C30 混凝土，HRB335 级钢筋；
/ m4
E
0.67Eh
0.67 3107
2.01107
KN
/
m2，I
64
d4
0.0491m4，
5 mb1 0.436m1, h h 7.412 2.5，满足按弹性桩计算 EI
3. 桩顶刚度系数 1、2、3、4 的计算
l0
20 18
2m, h
17m,
0.5,
A
4
d2
0.785m2
4．墩身、承台及桩的尺寸 墩身采用 C30 混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×6.5m3。承台平面尺寸：长×宽 =7×4.5m2，厚度初定 2.5m，承台底标高 20.000m。拟采用 4 根钻孔灌注桩，设计直 径 1.0m，成孔直径 1.1m，设计要求桩底沉渣厚度小于 300mm。 5．其它参数 结构重要性系数 γso=1.1，荷载组合系数 φ=1.0，恒载分项系数 γG=1.2，活载分 项系数 γQ=1.4
2014.24 EI
i1
5. 计算作用在每根桩顶上的作用力 Pi、Qi、Mi
竖向力P i
1 b0
xi 0
0.670EI
5863.26 EI
1.25
2014.24 EI
5615.31kN 2241.46kN
水平力Q i
20
30
0.0401EI
8840.31 0.1234EI EI
2014.24 EI
m
1 Z
~
Z曲线， ZX
Qo b1
Z Ax
2M0 b1
Z Bx