埋置式桥台刚性扩大基础算例

1埋置式桥台刚性扩大基础算例一、设计资料某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T形梁。标准跨径20m，计算跨径19.50m。摆动支座，桥面宽度为7m＋2×l.0m，双车道，参照《公桥基规》进行设计计算。设计荷载为汽-20级，挂-100，人群荷载为3.5kN/m2。材料：台帽、耳墙及截面a-a以上均用C20混凝土，g1=25.00kN/m3；台身(自截面a-a以下)用M7.5浆砌片、块石(面墙用块石，其他用片石，石料强度不小于MU30)，g2=23，基础用C15素混凝土浇筑，g3=24；台后及溜坡填土，g4=17；填土的内摩擦角35o，粘聚力0水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m(即在a－a截面处)。地基土的物理力学性质指标见表2-10。2土工试验成果表3桥台及基础构造和拟定的尺寸4三、荷载计算5(二)土压力计算土压力按台背竖直,ε=0；填土内摩擦角φ=35o，台背（污工）与填土间外摩擦角δ=φ/2=17.5计算；台后填土为水平，β=0。1．台后填土表面无活载时土压力计算库仑土压力：Ka=0.247Ea=1616.62kN6土压力水平分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩7土压力竖直分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩82、台后填土表面有汽车荷载时汽车的等代均布土层厚度：9在破坏棱体长度范围内只能放一辆重车，因是双车道，故表面作用有汽车荷载时土压力：10土压力水平分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩11土压力竖直分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩123、台后填土表面为挂车荷载l0=5.83mΣG=750kN土压力：13土压力水平分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩14土压力竖直分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩154、台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5算得β=-33.69o,则基础边缘至坡面垂直距离为Ka=0.18Ea=442.69kN16土压力水平分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩17土压力竖直分力作用点距基底的距离对基底形心轴的弯矩18(三)支座活载反力计算工况1、桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；2、桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载，而重车在台后填土上；3、桥上有挂车，台后无挂车191、桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；（1）汽车及人群荷载反力汽车荷载布置图20反力影响线的纵距21支座反力人群荷载支座反力22支座反力作用点离基底形心轴的距离对基底形心轴的弯矩23(2)汽车荷载制动力一行车队总重的10%：一辆重车的30%：简支梁摆动支座计算的制动力为：242、桥上、台后均有汽车荷载、重车在台后汽车荷载布置图破坏棱体宽度25（1）汽车及人群荷载反力反力影响线纵距为：26支座反力：人群荷载引起的支座反力：对基底形心轴的弯矩：汽车荷载制动力273、桥上有挂车荷载挂车荷载布置图（挂车只考虑一辆）28反力影响线纵距29支座反力对基底形心轴的弯矩：30(四)支座摩阻力计算摆动支座摩阻力系数取f=0.05，则支座摩阻力为对基底形心轴的弯矩：对实体式埋置式桥台不计汽车荷载的冲击力。同时从以上对制动力和支座摩阻力的计算结果表明，支座摩阻力大于制动力。因此在以后的附加组合中，以支座摩阻力作为控制设计。31四、荷载组合32荷载组合汇总表33荷载组合(一)~(五)计算结果表明：地基承载力验算：以荷载组合（三）中主要组合为最不利，虽然组合（三）中附加组合的弯矩为最大，但验算时地基容许承载力可提高25％；稳定性验算时：倾覆和滑动分别以组合（三）中的附加组合和组合（四）为最不利，因此应根据情况分别予以验算。34五、地基承载力验算(一)台前、台后填土对基底产生的附加应力计算考虑到台后填土较高，须计算由于填上自重在基底下地基土所产生的附加压应力，按《公桥基规》中的公式计算si=aighi式中：ai—附加竖向压应力系数，按基础埋置深度及填土高度查《公桥基规》；g—路堤填土重度；hi—原地面至路堤表面（或溜坡表面）的距离。35台后填土高h1=8.0m基础埋深2.0m后边缘处：前边缘处：台前溜坡锥体对引起的附加应力填土高h2=4.13ma2=0.25基础前缘总竖向附加应力：后边缘处：a1=0.46前边缘处：a1=0.6936(二)基底压应力计算1、建成后使用时：以组合(三)中主要荷载控制考虑台前、台后填土产生的附加应力时台前：台后：372、施工时考虑台前、台后填土产生的附加应力时台前：台后：38（三）地基承载力验算1．持力层承载力验算根据土工试验资料，持力层为一般粘性土，按《公桥基规》：当e=0.74，IL=0.10时，查表得[s0]=354kPa，因基础埋置深度为原地面下2.0m，故地基承载力不予修正。则392．下卧层承载力验算∵下卧层容许承载力222kPa，小于持力层地基容许承载力354kPa，∴必须予以验算。基底至土层II顶面(标高+5.0)处的距离为:则：40下卧层顶面处的压应力∵z/b1∴基底压应力取平均值下卧层顶面处容许承载力满足要求41六、基底偏心距验算（一）仅受恒载时应满足e00.75r满足要求42（二）附加组合时应满足e00.75r组合(三)的附加组合最不利，则满足要求43七、基础稳定性验算（一）倾覆稳定性验算主要组合附加组合二者均满足要求！44（二）滑动稳定性验算基底为硬塑粘土，查得f=0.30。主要组合[荷载组合(三)]附加组合[荷载组合(四)]二者均满足要求！45八、沉降计算计算方法：分层总和法土层II底部的自重应力：基底的附加应力46分层：土层I=2.0m+2.5m土层II=2.0m+2.1m分层1：47同理分层2分层3分层4其下为软岩，沉降计算至该标高处！48分层平均附加应力49分层沉降量50基础中心点总沉降量：基础允许沉降量参照《公桥基规》沉降计算经验系数ms1.0变形满足要求！51本讲结束