(完整版)桥台基础计算
重力式桥台的计算公式
据 1号台
左台 右台
90 1285 29.387 29.166 22.500 65.0 40.0 200.0 150.0 30.013 660.0 70.0 90 2015.1 28.807 29.174 22.500 65.0 40.0 200.0 150.0 29.432 660.0 70.0
桥台位置
省
III
IV
(6)侧墙下第二块:Vx2=(75+(D1+D2)/4+cqc)×(cjc+30/sinα)/2
交
D3
(7)侧墙下第三块:Vx3=(hc-D1-D2)×(hc-D1-D2)×(3×75+(D1+D2)/2+hc/4)/sinα/6/4
通
50 50
H3
tsc
30 30
(8)基础数量:Vj=Vj1+Vj2 (9)台身数量:Vt
计 台号 算 0号台 数 据 1号台
位置 左台 右台 左台 右台
工程量清单号
台高 hmax
448.7 448.7 448.7 448.7
台底宽 tsc cja
318.3 226.1 318.3 226.1 318.3 226.1 318.3 226.1
合
桥台各计算尺寸(cm)
cjb hc cqc cjc 252.2 551.3 212.8 437.8 252.2 495.3 198.8 437.8 252.2 551.3 212.8 437.8 252.2 493.2 198.3 437.8
1:1
L-60
L-60
30
h
cjc
3030
D3
D3
30
30
轻型薄壁桥台扩大基础计算示例(新规范)_yg
b.搭板布载
220.96
KN, 分 布荷载 qk =
15.24
m, 搭板计 算跨径 l0 =
3.50
KN/m2, 车 道数 n =
4.00 m
0.20 m,搭板 b = 0.20 m
-0.10 m,搭板e2 = 0.45 m
10.50 KN/m 3.30
台后到为 正,台前到 为负
备注
X(m) 4.10
Mx(KNm) 2986.62
备注
h(m) 0.47
备注
基底弯矩:
EC = RA = RB =
X=
MX = M=
λ*γ*H*h λ*γ*H*h/2 λ*γ*H*h/2
H/2 λ*γ*H2*h/8 RB*h3
汽车荷载引起的台身土侧压力ET
项目 汽车
λ 0.27
γ(KN/m3) 19.00
H(m) 7.11
RA(KN) 216.07
RB(KN) 216.07
EC(KN) 432.13
汽车荷载引起的基底土侧压力ET
项目 汽车
RB(KN) 216.07
h3(m) 1.50
M(KNm) 324.10
(二).竖直荷载计算
x(m) 3.55
Mx(KNm) 383.84
备注
1.恒载计算 上部梁板重力 P = γ*V/2 桥面铺装重力 P = γ*V/2 防撞栏自重 P = γ*V/2 搭 板 自重 P = γ*V/2
2.活载计算
1).汽车冲击系数计算
汽车冲击系数的计算,《规范》第4.3.2条填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥,涵洞以及
重墩力式台不计冲击力.
桥梁工程第十二章 桥 台 计 算
第一节 重力式桥台的计算
(1)在桥跨结构上布置车辆荷载，设温度下降，制动力向桥 孔方向，并考虑台后土侧压力(图12-1a)。 (2)在台后破坏棱体上布置车辆荷载，设温度下降，并考虑 台后土侧压力(图12-1b)。 (3)在桥跨结构上和台后破坏棱体上都布置车辆荷载(当桥 台尺寸较大时，还要考虑在桥跨结构上、台后破坏棱体上 和桥台上同时布置车辆荷载的情况)，设温度下降，制动 力向桥孔方向，并考虑台后土侧压力(图12-1c)。
第一节 重力式桥台的计算
图12-3 拱桥桥台后的作用
第一节 重力式桥台的计算
2.作用效应组合 (1)上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 +混凝土收缩作用(此组合是验算地基承受永久作用时的合 力偏心距)。 (2)上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的汽车荷载和人群荷载+土侧压力+混凝土收缩影 响作用。 (3)上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+作用在桥 跨结构上的汽车荷载和人群荷载+土侧压力+混凝土收缩作 用+向路堤方向的制动温度上升作用。
第一节 重力式桥台的计算
(6)上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的汽车荷载所引起的土侧压力)+ 支座摩阻力。
图12-2 拱桥桥跨上的作用
第一节 重力式桥台的计算
(7)上部结构重力+计算截面以上桥台重力+浮力+土侧压力 (包括作用在破坏棱体上的汽车荷载所引起的土侧压力)+ 温度影响力。 (二)拱桥桥台的作用布置及组合 1.作用布置(只考虑顺桥向) (1)在桥跨结构上布置车辆荷载，使拱脚水平推力Ｈp达到 最大值，设温度上升，制动力向路堤方向，并考虑台后土 侧压力，拱圈材料收缩力(图12-2)。 (2)在台后破坏棱体上布置车辆荷载，设温度下降，并考虑 台后土侧压力，拱圈材料收缩力(图12-3)。
重力式桥台扩大基础计算表格
说明：1.土压力计算以基础后趾的竖直面作为假想台背，台后襟边上的填土作为台身一部分。
2.土压力高度算至基底。
一.桥台尺寸：台背宽度b1=0.260台背高度h1=0.700台背长度L1=7.000台帽宽度b2=1.000台帽高度h2=0.400台帽长度L2=7.000台帽前檐a=0.050台身上宽b3=0.950台身高度h3=2.130台身长度L3=7.000台身前坡n1=8.50台身后坡n2=5.63台身下宽b4=1.600基础襟边a1=1.100基础襟边a2=0.600基础宽度b5=3.300基础高度h4=1.500基础长度L4=8.000支座至台背d=0.380支座至基础中心距=-0.032二.荷载计算：桥台自重计算：容重（t/m3）重量（t）对基底中心偏心距（m）对基底中心力矩（t*m）台背 2.5 3.185-0.542-1.725台帽 2.57.000-0.172-1.202台身 2.445.625-0.220-10.028基础 2.495.0400.0000.000台后襟边上土柱 1.834.739-42.170合计185.589-55.124上部结构反力：竖向力N（t）水平力Q（t）对基底中心力矩M（t*m）恒载59.21-1.88活载-汽车21.609.0035.59活载-挂车0.000.00支座摩阻力T：14.8845.90台后填土侧压力：台背倾角α=5土压力系数μ=0.282填土坡度β=0土压力计算高度H=4.73土的内摩擦角φ=35破坏棱体长度L=2.55台背与土摩擦角δ=17.5汽车换算土层厚h=1.49挂车换算土层厚h=0.00填土土压力E=39.748汽车土压力Eq=25.042挂车土压力Eg=0.000 Ex=36.722Eqx=23.136Egx=0.000Ey=15.211Eqy=9.583Egy=0.000Me=32.801Meq=38.904Meg=0.000三.荷载组合：竖向力N=260.01水平力Q=36.72弯矩M=-24.20 1.恒载+填土土压力竖向力N=281.61水平力Q=36.72弯矩M=-24.88竖向力N=281.61水平力Q=45.72弯矩M=11.394.恒载+填土土压力+桥上汽车反力+支座摩阻力竖向力N=281.61水平力Q=51.60弯矩M=21.025.恒载+填土土压力+桥上挂车反力竖向力N=260.01水平力Q=36.72弯矩M=-24.206.恒载+填土土压力+台后汽车土压力竖向力N=269.59水平力Q=59.86弯矩M=14.717.恒载+填土土压力+台后汽车土压力+支座摩阻力竖向力N=269.59水平力Q=74.74弯矩M=60.618.恒载+填土土压力+台后挂车土压力竖向力N=260.01水平力Q=69.82弯矩M=-24.20竖向力N=273.00水平力Q=75.00弯矩M=128.602419.201.483.50>1.30.41.456>1.33.恒载+填土土压力+桥上汽车反力+制动力2.恒载+填土土压力+桥上汽车反力抗倾覆稳定 K 0=抗滑动稳定 K c =基底摩擦系数u=四.地基承载力及稳定性：地基土承载力[б0]=前端地基应力б1=后端地基应力б2=工程量1.2742.8 19.010 39.600。
(整理)桥台桩基础设计计算书
0.6
4
0.53938
0.95861
641.52
-915.089
-273.569
2.0151
0.8
4
0.64561
0.91324
782.38
-871.779
-89.399
2.512
1
4
0.72305
0.85089
876.22
-812.25
63.97
3.0027
1.2
4
0.76183
0.77415
（二）活载计算
1.车辆荷载
由已知可知，桥梁墩台在计算车辆荷载时可换算为：桥上为q=10.5KN/m的均布荷载，支座为P=215KN的集中荷载。
车辆荷载分布图
2-1
求出A﹑B端的支座反力
FA+FB-q×19.94-215=0
q×19.94× ×19.94+P×19.94-FB×19.94=0
解得：FA=104.685KN
1-4
3. 2#墩台及以上部分自重
1-5
2#墩台计算表
序号
计算式
结果
1
150×250×80×25×3
450KN
2
120×h×80×25×3
951.84KN
合计
1401.84KN
1-6
4.承台上板自重
5.梁恒载反力
6.土侧压力计算（按朗金主动土压力计算）
4#桥台处：
1-7
对于左侧土：
每延米土楔体ACD的重力W1 = 445.65KN
26251.83
4036.87
8064.71
组合三
永久作用+可变作用（支座摩阻力）
桥台计算
（一）α=0φ=35δ=17.5β=0γ=1.8μa=0.2461229Ea=243.59702t Eax=232.32261t e y= 2.127333m Mx=494.22764tmEay=73.251038te x=-1.8mMy=-131.8519tm（二）破坏棱体长度 l 0 =Htg(θ+α)tg θ=-tg ω+((ctg φ +tg ω )(tg ω-tg α ))1/2tg θ=0.5834635θ=30.262004l 0 = 3.7236644城-AΣG=112t h=ΣG/(Bl 0γ）h=0.6188868mα=0φ=30δ=15β=-33.69γ=Ea'=1/2γ(2h+H)HB μaEa=1/2γH 2B μaEa'=290.84208μa=0.217811E'ax=277.38103e y= 2.300118m Mx=638.00904tmEa=21.17123t E'ay=87.457901e x=-1.8mMy=-157.4242tmEax=20.44984te y=0.666667m Mx=-13.6332Eay= 5.479517te x= 2.4mMy=13.15084挂-120ΣG=0t h=0Ea'=243.59702E'ax=232.32261e y= 2.127333m Mx=494.22764tmE'ay=73.251038e x=-1.8mMy=-131.8519tm城-A R=196.8te=0.29mM=57.072tm挂120R=0te=0.29mM=0tmF=μN μ=0.3F=181.29(舍)e f = 5.3m M=84.8tm 群桩中心离承台中心距离ez=0m制动力及温度引起的水平力T=16t (取)E hau =C i C z K h G auCi= 1.3Cz=0.35Kh=0.1Gau=1861.313277tE hau =84.689754tM=448.8557tmEea=1/2γH 2K A (1+3C i C z K h tg φ)K A =cos 2φ/(1+sin φ)2=0.2709901地震水平力着力点eh= 2.5528mEea=10.883107M=27.7824tm1、上部构造+桥台自重+桥上汽车+台后土压力N=2131.364315t Q=232.3226119t M=410.95tm (410.9523)2、上部构造+桥台自重+台后汽车引起土压力+台后土压力N=1948.771178t Q=277.3810258t M=472.09tm (472.0893)3、上部构造+桥台自重+桥上挂车+台后土压力N=1934.564315t Q=232.3226119t M=353.88tm (353.8803)4、上部构造+桥台自重+台后挂车引起土压力+台后土压力N=1934.564315t Q=232.3226119t M=353.88tm (353.8803)5、上部构造+桥台自重+桥上汽车+台后土压力+支座摩阻力(制动力、温度影响力)N=2131.364315t Q=248.3226119t M=495.7523tm (495.7523)6、上部构造+桥台自重+台后汽车引起土压力+台后土压力+支座摩阻力（制动力、温度影响力)N=1948.771178t Q=293.3810258t M=556.8893tm (556.8893)7、上部构造+桥台自重+台后土压力+结构地震力+地震土压力N=1934.564315t Q=327.8954728t M=830.52tm (830.5183)注：（）内数值为群桩中心处所受弯矩Ea=1/2γH 2B μa 台后填土表面无活载时土压力计算台后填土表面有活载时土压力计算（β=0）桥台计算五、地震水平力六、地震时作用于台背的主动土压力七、荷载组合二、土压力计算（具体参数解释详见《公路桥涵设计通用规范》）三、支座活载反力计算四、支座摩阻力1.8tm tm。
自编——桥台计算
桥台宽度B（m） 20.50;δ+φ
25.00
μ
台后土压力计算
土容重（kN/m3）
计算土层高度
18.00
5.00
填土面与水平面夹角β
台背摩擦角δ
0.00
12.50
破裂面与竖直面交角θ
静土压力系数ξ
28.48
0.58
等代土层高度h（m） 0.38
土摩擦角φ 25.00
桥台土压力计算及桥台桩基土压力内力分配计算
挡土宽度B（m） 15.89
挡土高度H（m） 5.00
汽车荷载换算土压力
台后填土破坏棱柱长度l 0（m）
20.50
车道数
车辆荷载值(kN)
4.00
550.00
车辆荷载换算土层厚度h（m）
土容重（kN/m3） 18.00
B×l 0面积车轮总重G(kN) 2200.00 0.38
每个承台桩基根数
承台桩基间距(m)
3
1787.62
2
3.2
外侧桩分配弯矩 （kN.m）
内侧桩分配弯矩 （kN.m）
外侧桩分配轴力（kN） 内侧桩分配轴力（kN）
893.81
893.81
558.63
-558.63
静土压力标准值Ej(kN/m)
129.90
无汽车荷载主动土压力 标准值(kN)
有汽车荷载主动土压力标准值(kN)
0.57
2626.35
3020.59
桥台桩基受土压力弯矩、轴力分配计算
主动土压力着力点土层底面高度C（m）
桥台土压力产生倾覆力矩（kN.m）
1.78
5362.85
桥台桩基承台个数
每个承台承受倾覆力矩 （kN.m）
桥台基础规范
U型桥台设计设计资料：1、下部结构：采用扩大基础重力式U型桥台，基础埋置在块石层中，桥台各部分材料：台帽：采用C30混凝土；台身：采用C20片石混凝土，桥台基础：采用C15片石混凝土；支座：采用C30混凝土。
2、上部结构：该梁桥采用钢筋混凝20mT型梁，标准跨径10m，计算跨径取9.5m,桥梁跨径取28m, 双向两车道，桥梁有效宽度为2.0（人行道）+3.75(机动车道)+0.1（中间分隔线）+3.75（机动车道）+2.0（人行道）m=11.6m3、重力式U型桥台特点重力式U型桥台由台帽、台身和基础三部分组成。
前墙除承受上部结构传来的荷载外，还承受路堤的水平压力。
前墙顶部设置台帽，以放置支座和安设上部结构，其构造要求与台帽基本相同。
台顶部分用防护墙将台帽与墙体隔开，侧墙用以连接路堤并抵挡路堤填土向两侧的压力。
侧墙长度可根据锥形护坡长度决定，侧墙后端应伸入路堤锥坡内75cm，以防填土松坍。
尾端上部做成垂直形式，下不按一定坡度缩短，前端与前墙相连，改善了前墙的受力条件。
桥台前墙的下缘一般与锥坡下缘相齐。
两个侧墙间应填以渗透性较好的土。
为了排除桥台前墙后面的积水，应与侧墙间略高于水位的平面上铺一层向路堤方向设有斜坡的夯实粘土作为防水层，并在粘土层上再铺一层碎石，将积水引向设于桥台后横穿路堤德盲沟内。
桥台两侧设有锥形护坡，锥形的坡度一般由纵向为1:1逐渐变至横向为1:1.5，以便和路堤边坡一致。
锥坡的平向形状为1:4的椭圆，锥坡用土夯筑而成，其表面用片石砌筑。
对于侧墙，其构造虽然简单，但圬工数量大，并有自身重力而增加对地基的压力，因此，一般宜在填土高度和跨度不大的桥梁中用。
U形桥台构造简单，但台身较高时工程量较大，一般用于桥梁跨度较小的低矮桥台。
重力式桥台构造简单、体积和自重均较大，多由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，桥台后的土压力主要靠自重来平衡。
重力式桥台宜在地基较好处修建。
3、设计资料：1、公路—I级2、设计洪水频率：1/1003、设计桥面布置：双向两车道，桥梁有效宽度为2.0（人行道）+3.75(机动车道)+0.1中间分隔线+3.75（机动车道）+2.0（人行道）m=11.6m4、标高：设计水位标高：170.93m；现河床面标高：168.91m；一般冲刷线标高：168.60m；基础顶面标高：168.55m。
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桥台基础计算：（1＃桥台底标高为455.6m ） 一、荷载计算数据：（见表1）
二、水平土压力计算： 1. 台后水平土压力：
台后填土按容重18.5KN/m 3，内摩擦角φ＝350考虑，则填土与墙背的摩擦角δ＝φ/2＝17.50，墙背倾斜角α＝8.70，基底摩擦系数μ＝0.4。
路面到承台底高5.76m 。
按库伦土压力公式得台后水平土压力：
21
2
a a E H BK γ=
由计算得库伦主动土压力系数2)sin()cos()cos()
a K ϕβαδαβ=-+-带入得0.311a K =
2211
18.5 5.7612.50.3111193.0522
a a E H BK KN γ==⨯⨯⨯⨯=
水平分量00
cos()1193.05cos(8.717.5)1070.5x a E E KN αδ=+=⨯+=
竖直分量00
sin()1193.05sin(8.717.5)526.7y a E E KN αδ=+=⨯+= 水平分量距基础底高 5.76 1.9233
y H e m =
== 竖直分量距基础底中心 1.14x e m =
水平分量对承台底中心弯矩1070.5 1.922055.36x x y M E e KN m =-=-⨯=-
竖直分量对承台底中心弯矩526.7 1.14600.44y y x M E e KN m ==⨯= 2. 台后有车辆时的水平土压力计算：
破坏棱体范围内可容纳的车轮重
tg tg θψ=-
式中0
358.717.561.2ψϕαδ=++=++=，带入得：
061.20.507tg tg θ=-±=
026.9θ=
破坏棱体宽0
00.455 5.76tan 26.9 3.38B m =+⨯=，可布置2个车轮，Q ＝2*140＝280KN
计算长度L 按车辆扩散长度考虑，取L0＝1.8m ，
000tan 30 1.8 5.76tan 30 5.13L L H m =+=+⨯=
换算土层厚 0280
0.8718.5 3.38 5.13
Q h m B L
γ=
=
=⨯⨯∑
台后有车辆时的土压力为：
201
1193.0518.50.87 5.7612.50.3111553.452
a a a E H BK h HBK KN
γγ=+=+⨯⨯⨯⨯= 水平分量00
cos()1553.45cos(8.717.5)1393.85x a E E KN αδ=+=⨯+=
竖直分量00
sin()1553.45sin(8.717.5)685.86y a E E KN αδ=+=⨯+= 水平分量距基础底高3 5.76 5.7630.87 3.04323 5.7620.87
y H H h e m H h ++⨯=
⨯=⨯=++⨯ 竖直分量距基础底中心0.97x e m =
水平分量对承台底中心弯矩1393.85 3.044231.7x x y M E e KN m =-=-⨯=- 竖直分量对承台底中心弯矩685.860.97665.3y y x M E e KN m ==⨯= 三、支座活载反力及制动力计算：
桥上有车，台后无车： （1）汽车荷载反力
车辆荷载产生的最大支座反力
汽车荷载支反力为1(10.512.36/2209.4)0.752411.4R KN =⨯+⨯⨯= 支座反力作用点距基础中心距离为0.022R e m = 对基础中心弯矩为411.40.0229.1R M KN m =⨯=
（2）汽车荷载制动力
一车道荷载：H3=90*0.5=45KN
M=45x4.87=219.2KN m
四、支座摩阻力（滑动支座摩擦系数0.06）
H=0.06*1249.04=74.9KN m
支座中心距墩底h=4.87m
M=74.9*4.87=365KN m
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，在荷载组合中，以支座摩阻力作为控制设计。
五、荷载组合：
荷载组合按以下几种情况考虑：
（一）桥跨有车辆荷载，台后无车辆荷载
1.主要组合：恒载+桥上活载+台前后土压力
2.附加组合：主要组合+支座摩阻力
（二）桥跨无车辆，台后有车辆荷载
1. 主要组合：恒载+台前后土压力+台后有汽车的土压力
2. 附加组合：主要组合+支座摩阻力
（三）施工阶段验算：
无上部恒载，仅有桥台自重+台前后土压力
荷载组合见表2、表3：
表2：荷载计算汇总表（按荷载组合）
表3：荷载组合汇总表
六、基础承载力验算： （一） 基底压应力计算：
1. 建成后使用时（以荷载组合（二）中附加组合控制设计）
max min
2247.035829.32904.1
19.453.512.512.5 3.5/6KPa N M KPa
A
W
σ
=±=
±=
⨯⨯∑∑ 2. 施工时：
max min
2
130.844720.2585.6
84.943.512.512.5 3.5/6KPa N M KPa
A
W
σ
=
±=
±=⨯⨯∑∑ （二） 地基承载力验算：
持力层为漂石，基本承载力0[]400a f KPa =，因基础埋置深度不深，故地基承载力不予修正，则：
max 0247.03 1.2[] 1.2400480a KPa f KPa σ=<=⨯= 地基承载力满足要求 七、基底偏心距验算：
（一） 仅受恒载时应满足00.75e ρ≤， 3.50.58366
W b m A ρ=
=== 1032.7600.42055.4422.3M KN m =+-=-∑ 5143.5526.75670.2N KN =+=∑
0422.30.0740.750.5830.4375670.2
M e m m N =
==<⨯=∑∑ 满足要求
（二） 考虑附加组合时，应满足0e ρ≤，以荷载组合（二）的附加组合最不利，则： 02904.10.4980.5835829.3
M e m m N =
==<∑∑ 满足要求 八、基础稳定性验算： 1. 抗倾覆稳定性验算：
从表3可以看出，以荷载组合（二）最为不利 主要组合：00.436e m =， 3.5 1.7522
b y m =
== 00 1.75
4.01 1.50.436
y K e =
==> 满足要求 附加组合：00.498e m =， 3.5 1.7522
b y m =
==
01.75
3.51 1.5 0.498
y
K
e
===>满足要求
2.抗滑动稳定性验算：
因基底处地基土为漂石，查得0.4
f=，主要组合及附加组合均以组合（二）最不利，
主要组合：
0.45829.3
1.67 1.3
1393.9
c
K
⨯
==>满足要求
附加组合：
0.45829.3
1.59 1.3
1468.8
c
K
⨯
==>满足要求
九、结论：
通过计算可见，该桥台在地基承载力、偏心距及稳定性验算都能满足规范要求。