G312国道分离式立交桥墩计算

上武国家重点公路河南境泌阳至南阳高速公路K139+882.342  G312国道分离式立交桥左幅桥上部结构采用（3×40+23.726） m预应力混凝土连续箱梁，右幅桥上部结构采用（23.726+3×40） m预应力混凝土连续箱梁；下部采用独柱式墩（接承台）、柱式台，钻孔灌注桩基础。

原设计中分隔带为300cm，墩身直径采用200cm，材料为C40混凝土。按照xx要求，现分隔带调整为200cm，需要将桥墩墩身的直径缩小，现按照150cm、160cm、165cm分别进行验算。

一、设计参数

设计荷载：公路-Ⅰ级，

qk=10.5KN/m；Pk=320KN

跨径组合：3×40+23.726m

桥墩高度：H1=H2=H3=600cm；

桥墩墩身弹性模量：C40混凝土 E=3.25×104Mpa；

支座类型：GPZ（Ⅱ）盆式支座

支座吨位：GPZ（Ⅱ）12.5；最大摩擦力F=625KN；

GPZ（Ⅱ）15；最大摩擦力F=750KN。

二、桥墩墩顶水平力计算

1、桥墩截面惯性矩计算

按照公式：I=π*d4/；其中d为桥墩的直径。

桥墩面积、惯性矩计算表

按照《铁路桥涵设计规范（TBJ2-85）》第5.3.1条，计算抗推刚度时，混凝土的抗弯弹性模量取抗压弹性模量的0.8倍，即：

ρ=3*0.8*EI/H3

由于设计中采用GPZ（Ⅱ）盆式支座，认为支座刚度为无穷大，桥墩的刚度即为桥墩与支座的抗推刚度。桥墩的抗推刚度见下表。

桥墩刚度计算表

  按照公式：X=（CΣKili+ΣμR）/（C*ΣKi）

  其中：C—收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃，C=1E-5*55=0.00055；

                Kili—桥墩抗推刚度与桥墩距桥台距离的乘积；

                μR：桥台摩擦系数与上部结构竖直反力的乘积，如为滑板支座，取0。

经计算，变形零点位于2号桥墩中心点。

4、混凝土收缩+徐变+降温在墩顶产生的水平力计算

  按照公式：P1=C*ΔX*Ki

  其中：C—收缩系数，计算中按照混凝土收缩+徐变+降温取55℃，C=1E-5*55=0.00055；

              ΔX—桥墩距离变形零点的距离

               Ki—桥墩抗推刚度；

混凝土收缩+徐变+降温在墩顶产生的水平力

           一列车产生的水平力：（143.726*10.5+320）*10%=182.9KN＞165KN；故：最不利情况下，活载产生的水平力为P2=182.9*0.78*3=428KN。

6、桥墩顶水平力计算

           由以上计算可以得到：

①、墩墩身直径取1.5m、1.6m，还是1.65m，在混凝土收缩+徐变+降温作用下，1号桥墩和3号桥墩均已经滑动，所以，1号桥墩和3号桥墩顶最大水平力为P=750KN；

②、在最不利情况下，活载产生的水平力均由设置固定支座的2号桥墩承受，所以，2号桥墩水平力为P=428KN。

③、只要1号桥墩和3号桥墩满足要求，2号桥墩就能满足要求，故计算是仅对1号桥墩进行计算。

三、桥墩配筋计算及裂缝计算

        本计算采用极限状态法。

        计算弯矩：Mma=900*6=5400KN；

        竖直力：  Nmin=13000KN

        计算长度：l=12m

        墩身混凝土最大压应力：σ=18.4Mpa 

                               配筋计算表

四、桥墩计算结论

        ①、当桥墩直径取用150cm和160cm时，配筋率高达4.4%和2.3%，在不可预见因素作用下，易产生脆性破坏，建议不要采用；

        ②、当桥墩直径取用165cm时，配筋率为1.5%，结构破坏基本为塑性破坏，可以采用。建议配筋率采用1.8%。

        ③、桥墩直径如有条件增大，桥墩直径可以考虑采用170cm，配筋采用1.2%左右。