桥台基础设计

目录

（一）确定基础深度和平面尺寸

（二）计算桥台、基础及上部结构自重和荷载组合（三）地基承载力验算

（四）地基强度验算

（五）基础偏心验算

（六）基础稳定性验证验算

(七) 沉降计算

（八）实训心得

（九）设计图纸

桥台设计与计算

（一）确定基础深度和平面尺寸

该桥址河流段设计洪水位标高为6.5m，埋置深度从局部冲刷线下不得小于2 m，即假定基础埋深为2m。

桥面宽度尺寸为7+2×1m的双车道，净跨为19.5m。设计桥台底面尺寸为7.7×3.1m，根据路桥规要求，素混凝土刚性角a max=40°，且分两级扩大基础，每级高度为50cm

每级扩大宽度为40cm，推算基础平面尺寸并做验算：

a=arc tan（0.8/1.00）=38.66°<40°（满足要求）

（二）计算桥台、基础及上部结构自重和荷载组合

1、上部结构恒载返利及桥台桥身、基础自重与基础上土重计算，如表1-1

表1-1

2、土压力计算

土压力按台背竖直，ɑ =0°，台背与填土之间的外摩擦角︒

==5.172/ϕς计算，

后填土水平，β=0°。

（1）后台填土表面无车辆荷载时主动土压力标准值计算 台后填土自重所引起的主动土压力计算式为

a

2

4a 2

1μλB H =

E

已知

B 为桥台宽度7.7m ，H 为自基地至填土表面的距离，等于

11.00m ，主动土压系数。

kN

E 615.161624.07.710172

12

=⨯⨯⨯⨯=

其水平向分力为

kN

E 615.161624.07.710172

12

=⨯⨯⨯⨯=

离基底底面的距离

m

e y 33.3103

1=⨯=

对基底形心轴的力矩

kN M ex 16.513433.379.1541-=⨯-= 其竖向分力

kN

E E y 13.4865.17sin 615.1616)sin(=⨯=+=αδ

作用点离基底形心轴的距离 2.2-0.6=1.6m

对基底形心轴的力矩

kN

M

ey

81.7776.113.486=⨯=

（2）后台填土表面有汽车荷载时

由汽车荷载换算的等代均布荷载图层厚度

式中：

——破坏棱体长度，当台背竖直时，m H H i o 10,tan ==θ。

3

4m

/00.17KN =λa

μ2

2

a ]

)

cos()cos())sin(sin()[1cos(cos -cos βαϕαβαβαδαααϕμ-++++

+=

）

（2

2

cos 35

0.247

sin 52.5sin 35

cos17.5cos17.5O O

O

O O

=

=⎡⎤⎢⎥⎣⎦

7473.44p K N

=∑

512.73M

KN m =∙∑=

x e r

l h 0B G

∑=

l

由

0.583 其中

52.5° 得

m i o 83.5583.010=⨯=

在破坏棱体长度范围内只能布置一辆汽车，因为是双车道，故

m

h 734.017

83.57.7560=⨯⨯=

车辆荷载作用下在台背破坏棱体所引起的土压力标准值 kN HhB E a 32.237247.07.7667.010174=⨯⨯⨯⨯==μγ 其水平分向力

kN

E E o

x 34.2265.17cos 32.237)cos(-=⨯-=+-=αδ

作用点离基础底面的距离

m

H e y 52102===

对基底形心轴的力矩

m kN M ex .7.1131534.226-=⨯-= 竖直分向力

kN

E E O

y 36.715

.17sin 32.237)sin(=⨯=+=αδ

作用点离基底行心轴的距离

2.20.6 1.6x

e m =-=

对基底形心轴的力矩

71.33 1.6114.13ey

kN m M

=⨯=∙

（3）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象台背，土表面的倾斜度为1：1.5算的β=-33.69°则基础边缘至坡面的垂直距离为H ’=10-(3.8+1.9)/1.5=6.2m 桥台前斜面与竖直角面的夹角α=0，取填土内摩擦角=35°则填土间的摩擦角δ=/2=17.5°主动土压力系数

=-++-=)tan )(tan tan (cot tan tan αωωϕωθ=++=ϕδαω2280560G kN =⨯=∑ϕϕ

2c o s ()

2)2

c o s c o s ())

ϕα

μααδ-'=

⎡++⎢⎣

2c o s 35

0.182269

c o s 17.569

o

o =

=⎡⎢

⎢⎣

2c o s 35

0.182269

c o s 17.569

o

o =

=⎡⎢

⎢⎣

则主动土压力

E ’=0.5*17.00*6.2*6.2*7.7*0.182=457.89KN 其水平向分力

e ’x=457.89*cos17.5=436.69 作用点离基底底面的距离 Ey=1/3*6.2=2.07m 对基底形心轴的力矩

M ˊex=588.93×2.07=1219.085KN.m

竖直向分力

E’y=457.89*sin17.5=137.69KN 作用点离基底形心轴的距离

2.2e m x

=- 对基底形心轴力矩

M ˊey=-137.69*2.2=302.92KN.m 3.支座活载反力计算 （1）汽车荷载反力

根据《公路桥涵桥涵设计通用规范》（JTG D60---2004）规定，采用支座对桥上作用的汽车荷载产生反应力时，应采用车道荷载。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，均布荷载满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。在本例中，均布荷载满布全跨，集中荷载作用于支座处。公路--‖级车道荷载的均布荷载标准值为k=0.75

⨯

10.5KN/m,集中荷载标准值P k 采用直线内插求得 P k =0.75 ⨯180 []1(19.55)(505)+-÷-=178.5kN 支座反力值为

q ⨯