埋置式橋臺剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例

1、1埋置式橋臺剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例埋置式橋臺剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例 一、設(shè)計資料一、設(shè)計資料 某橋上部構(gòu)造采用裝配式鋼筋混凝土某橋上部構(gòu)造采用裝配式鋼筋混凝土T形梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑形梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，計算，計算跨徑跨徑19.50m。擺動支座，橋面寬度為。擺動支座，橋面寬度為7m2l.0m，雙車道，參照，雙車道，參照公公橋基規(guī)橋基規(guī)進(jìn)行設(shè)計計算。進(jìn)行設(shè)計計算。 設(shè)計荷載為汽設(shè)計荷載為汽-20級，掛級，掛-100，人群荷載為，人群荷載為 3.5kN/m2。 材料：臺帽、耳墻及截面材料：臺帽、耳墻及截面a-a以上均用以上均用C20混凝土，混凝土，g g1 1=25.00kN/m=25.00kN/m3 3；臺身臺身(

2、自截面自截面a-a以下以下)用用M7.5漿砌片、塊石漿砌片、塊石(面墻用塊石，其他用片石，石面墻用塊石，其他用片石，石料強(qiáng)度不小于料強(qiáng)度不小于MU30)，g g2 =23，基礎(chǔ)用，基礎(chǔ)用C15素混凝土澆筑，素混凝土澆筑，g g3 =24 ；臺后；臺后及溜坡填土，及溜坡填土， g g4 =17 ；填土的內(nèi)摩擦角；填土的內(nèi)摩擦角35o，粘聚力，粘聚力0 水文、地質(zhì)資料：設(shè)計洪水位標(biāo)高離基底的距離為水文、地質(zhì)資料：設(shè)計洪水位標(biāo)高離基底的距離為6.5m(即在即在aa截面處截面處)。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表2-10。2土工試驗成果表土工試驗成果表3橋臺及基礎(chǔ)構(gòu)造和擬定的

3、尺寸橋臺及基礎(chǔ)構(gòu)造和擬定的尺寸4三、荷載計算三、荷載計算5(二二) 土壓力計算土壓力計算土壓力按臺背豎直土壓力按臺背豎直,=0；填土內(nèi)摩擦角；填土內(nèi)摩擦角=35o，臺背，臺背（污工）與填土間外摩擦角（污工）與填土間外摩擦角=/2=17.5計算；臺后計算；臺后填土為水平，填土為水平，=0。1臺后填土表面無活載時土壓力計算臺后填土表面無活載時土壓力計算庫侖土壓力：庫侖土壓力：Ka=0.247Ea=1616.62kN6782、臺后填土表面有汽車荷載時、臺后填土表面有汽車荷載時汽車的等代均布土層厚度：汽車的等代均布土層厚度：9在破壞棱體長度范圍內(nèi)只能放一輛重車，因是雙在破壞棱體長度范圍內(nèi)只能放一輛重車

4、，因是雙車道，故車道，故表面作用有汽車荷載時土壓力：表面作用有汽車荷載時土壓力：1011123、臺后填土表面為掛車荷載、臺后填土表面為掛車荷載 l0=5.83mG=750kN土壓力：土壓力：1314154、臺前溜坡填土自重對橋臺前側(cè)面上的主、臺前溜坡填土自重對橋臺前側(cè)面上的主動土壓力動土壓力計算時，以基礎(chǔ)前側(cè)邊緣垂線作為假想臺背，土計算時，以基礎(chǔ)前側(cè)邊緣垂線作為假想臺背，土表面的傾斜度以溜坡坡度為表面的傾斜度以溜坡坡度為1:1.5算得算得=-33.69o,則則基礎(chǔ)邊緣至坡面垂直距離為基礎(chǔ)邊緣至坡面垂直距離為 Ka=0.18Ea=442.69kN161718(三三)支座活載反力計算支座活載反力計

5、算工況工況1、橋上有汽車及人群荷載，臺后無活載；、橋上有汽車及人群荷載，臺后無活載；2、橋上有汽車及人群荷載，臺后有汽車荷載，、橋上有汽車及人群荷載，臺后有汽車荷載，而重車在臺后填土上；而重車在臺后填土上；3、橋上有掛車，臺后無掛車、橋上有掛車，臺后無掛車191、橋上有汽車及人群荷載，臺后無活載；、橋上有汽車及人群荷載，臺后無活載；（1）汽車及人群荷載反力）汽車及人群荷載反力汽車荷載布置圖汽車荷載布置圖20反力影響線的縱距反力影響線的縱距21支座反力支座反力人群荷載支座反力人群荷載支座反力22支座反力作用點離基底形心軸的距離支座反力作用點離基底形心軸的距離對基底形心軸的彎矩對基底形心軸的彎矩2

6、3(2)汽車荷載制動力汽車荷載制動力一行車隊總重的一行車隊總重的10%：一輛重車的一輛重車的30%：簡支梁擺動支座計算的制動力為：簡支梁擺動支座計算的制動力為：242、橋上、臺后均有汽車荷載、重車在臺后、橋上、臺后均有汽車荷載、重車在臺后汽車荷載布置圖汽車荷載布置圖破壞棱體寬度破壞棱體寬度25（1）汽車及人群荷載反力）汽車及人群荷載反力反力影響線縱距為：反力影響線縱距為：26支座反力：支座反力：人群荷載引起的支座反力：人群荷載引起的支座反力：對基底形心軸的彎矩：對基底形心軸的彎矩：汽車荷載制動力汽車荷載制動力273、橋上有掛車荷載、橋上有掛車荷載掛車荷載布置圖掛車荷載布置圖（掛車只考慮一輛）（

7、掛車只考慮一輛）28反力影響線縱距反力影響線縱距29支座反力支座反力對基底形心軸的彎矩：對基底形心軸的彎矩：30(四四)支座摩阻力計算支座摩阻力計算擺動支座摩阻力系數(shù)取擺動支座摩阻力系數(shù)取f=0.05，則支座摩阻力為，則支座摩阻力為對基底形心軸的彎矩：對基底形心軸的彎矩： 對實體式埋置式橋臺不計汽車荷載的沖擊力。同對實體式埋置式橋臺不計汽車荷載的沖擊力。同時從以上對制動力和支座摩阻力的計算結(jié)果表明，時從以上對制動力和支座摩阻力的計算結(jié)果表明，支座摩阻力大于制動力。因此在以后的附加組合中，支座摩阻力大于制動力。因此在以后的附加組合中，以支座摩阻力作為控制設(shè)計。以支座摩阻力作為控制設(shè)計。31四、荷

8、載組合四、荷載組合32荷載組合匯總表荷載組合匯總表33荷載組合荷載組合(一一)(五五)計算結(jié)果表明：計算結(jié)果表明：地基承載力驗算：地基承載力驗算：以荷載組合（三）中主要組合以荷載組合（三）中主要組合為最不利，雖然組合（三）中附加組合的彎矩為最為最不利，雖然組合（三）中附加組合的彎矩為最大，但驗算時地基容許承載力可提高大，但驗算時地基容許承載力可提高 25；穩(wěn)定性驗算時：穩(wěn)定性驗算時：傾覆和滑動分別以組合（三）中傾覆和滑動分別以組合（三）中的附加組合和組合（四）為最不利，因此應(yīng)根據(jù)情的附加組合和組合（四）為最不利，因此應(yīng)根據(jù)情況分別予以驗算。況分別予以驗算。34五、地基承載力驗算五、地基承載力驗

9、算(一一)臺前、臺后填土對基底產(chǎn)生的附加應(yīng)力計算臺前、臺后填土對基底產(chǎn)生的附加應(yīng)力計算 考慮到臺后填土較高，須計算由于填上自重在基考慮到臺后填土較高，須計算由于填上自重在基底下地基土所產(chǎn)生的附加壓應(yīng)力，按底下地基土所產(chǎn)生的附加壓應(yīng)力，按公橋基規(guī)公橋基規(guī)中的公式計算中的公式計算s si = a = ai g g hi式中：式中：ai附加豎向壓應(yīng)力系數(shù)，按基礎(chǔ)埋置深附加豎向壓應(yīng)力系數(shù)，按基礎(chǔ)埋置深度及填土高度查度及填土高度查公橋基規(guī)公橋基規(guī)；g g路堤填土重度；路堤填土重度；hi原地面至路堤表面（或溜坡表面）的距離。原地面至路堤表面（或溜坡表面）的距離。35臺后填土高臺后填土高h(yuǎn)1=8.0m 基礎(chǔ)

10、埋深基礎(chǔ)埋深2.0m后邊緣處：后邊緣處：前邊緣處：前邊緣處：臺前溜坡錐體對引起的附加應(yīng)力臺前溜坡錐體對引起的附加應(yīng)力填土高填土高h(yuǎn)2=4.13m a2=0.25基礎(chǔ)前緣總豎向附加應(yīng)力：基礎(chǔ)前緣總豎向附加應(yīng)力：后邊緣處：后邊緣處：a1=0.46前邊緣處：前邊緣處：a1=0.6936(二二)基底壓應(yīng)力計算基底壓應(yīng)力計算1、建成后使用時：、建成后使用時：以組合以組合(三三)中主要荷載控制中主要荷載控制考慮臺前、臺后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時考慮臺前、臺后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時臺前：臺前：臺后：臺后：372、施工時、施工時考慮臺前、臺后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時考慮臺前、臺后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時臺前：臺前：臺后：臺

11、后：38（三）地基承載力驗算（三）地基承載力驗算 1持力層承載力驗算持力層承載力驗算 根據(jù)土工試驗資料，持力層為一般粘性土，按根據(jù)土工試驗資料，持力層為一般粘性土，按公橋基規(guī)公橋基規(guī)：當(dāng)：當(dāng) e=0.74，IL=0.10時，查表得時，查表得s s0=354kPa，因基礎(chǔ)埋置深度為原地面下，因基礎(chǔ)埋置深度為原地面下2.0m，故，故地基承載力不予修正。則地基承載力不予修正。則392下臥層承載力驗算下臥層承載力驗算 下臥層容許承載力下臥層容許承載力222kPa，小于持力層地基容，小于持力層地基容許承載力許承載力354kPa， 必須予以驗算。必須予以驗算?；字镣翆踊字镣翆覫I頂面頂面(標(biāo)高標(biāo)高+5

12、.0)處的距離為處的距離為:則：則：40下臥層頂面處的壓應(yīng)力下臥層頂面處的壓應(yīng)力z/b1 基底壓應(yīng)力取平均值基底壓應(yīng)力取平均值下臥層頂面處容許承載力下臥層頂面處容許承載力滿足要求滿足要求41六、基底偏心距驗算六、基底偏心距驗算（一）僅受恒載時應(yīng)滿足（一）僅受恒載時應(yīng)滿足e00.75r r滿足要求滿足要求42（二）附加組合時應(yīng)滿足（二）附加組合時應(yīng)滿足e00.75r r組合組合(三三)的附加組合最不利，則的附加組合最不利，則滿足要求滿足要求43七、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗算七、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗算（一）傾覆穩(wěn)定性驗算（一）傾覆穩(wěn)定性驗算主要組合主要組合附加組合附加組合二者均滿足要求！二者均滿足要求！44（二）滑動穩(wěn)定性驗算（二）滑動穩(wěn)定性驗算基底為硬塑粘土，查得基底為硬塑粘土，查得f=0.30。主要組合主要組合荷載組合荷載組合(三三)附加組合附加組合荷載組合荷載組合(四四)二者均滿足要求！二者均滿足要求！45八、沉降計算八、沉降計算計算方法：計算方法：分層總和法分層總和法土層土層II底部的自重應(yīng)力：底部的自重應(yīng)力：基底的附加應(yīng)力基底的附加應(yīng)力46分層：分層：土層土層I=2.0m+2.5