(完整版)桥台基础计算
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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。
(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。
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。
桥台验算1.桥台自重计算台帽:KN G 775.4725911.11=⨯=台身:KN G 5.1982594.72=⨯=基础:KN G 755.6192579.243=⨯=KN G G G G 03.866755.6195.198775.47321=++=++=下2..上部恒载KN G 7.46=上3.台后填土自重引起的土压力无车辆荷载时台后主动土压力为:221H B E μγ= 式中:3KN/18m 土的容重,-γ;m B 37.2桥台宽度,-;m 5H 计算土层高度,-;;,为台后填土的内摩擦角,主动土压力系数, 35271.0245tan 2φφμμ=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-KN E 511.1442518271.037.25.0=⨯⨯⨯⨯== 作用点到基底的距离:3531==H h 。
4.基底应力及稳定性验算(1)基底应力:()[],满足要求KPa KPa W M A N P 160701.129355.19196.6/1935.07.4635511.1443007.11/7.4603.866//max =>=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯++=+=∑σ式中:KN 桥台上竖向力总和,-N ; ;/,M m KN 弯矩的总和和竖向力对基底重心轴作用在桥台上的水平力-∑ 2A m 基地截面面积,-;2W m 基底截抵抗矩,-;[]a KP 地基的容许承载力,-σ。
(2)抗滑稳定性计算F fN k c /=式中:抗滑稳定系数-c k ;KN F 桥台上水平力总和,-;4.0=-f f 地基土的摩擦系数,;,满足要求3.1526.2511.144/73.9124.0>=⨯=c k 。
(3)抗倾覆稳定性计算,满足要求5.1949.4888.249/73.912355.1/0>=⨯==W xN k式中:抗倾覆稳定系数-0k ;2h f ,心方向截面边缘的距离基底截面重心至偏心偏-。
桥台桩基础计算说明书新桥台.桩基础计算说明书新驹荣路3号桥桥台计算说明书一基本资料 1.上部构造普通钢筋混凝土单跨箱梁,跨径10m;桥台上用板式橡胶支座,支座厚28mm;桥面净宽35m。
2.设计荷载:车辆荷载。
3.钢筋混凝土一字型桥台,填土高H=3.1m。
4.台高H=3.10m,灌注桩基础。
5.建筑材料台帽、台身、基础均为25号钢筋混凝土。
容重25KN/m。
①空心板自重g1(一期恒载):g1=3539.8X10X25=8.85KN/m:人行道板及栏杆中立,参照其他桥梁设计资②桥面系自重g2(二期恒载)料,单侧重力15.0KN/m。
桥面铺装采用10cm钢筋混凝土和5cm中粒式沥青,全-4桥铺装每延米总重为:0.1X25X29+0.05X23X29=105.85KN/m每块板分摊的桥面系重力为:g2=(15X2+105.85)/24=5.66KN/m ③铰缝重g-43=(448+1X45)X10X24=0.15KN/m 由此的空心板一期恒载:gⅠ=g1=8.85KN/m;g Ⅱ=g2+g3=5.81KN/m④恒载内力计算结果见下表:g(KN/M)L(m)支点处Q(KN)8.859.642.48二期荷载5.819.627.888荷载合计所以,R恒′=70.368X26R 恒=R恒′+R绿化带+R人行道板(包括砖)=70.368X26+2X0.25X1.5X10X18+2X3.5X (0.05+0.080X25==2192.068KN R 恒对基底形心轴I-I的弯矩为MI恒=0KN·m对基底脚趾处O-O的弯矩为MO恒=2192.068X1.0=2192.068KN·m 三支座活载反力计算R-桥面板恒载.活载按荷载组合I,III,在支坐产生的竖向反力. Ea-台后主动土压力.R 2-台后搭板恒载,活载效应在桥台支坐处产生的反力.《桥规》规定:对于1-2车道。
制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重量的10%计算;对于同向3车道按一个设计车道的2.34倍计算,但不得小于90KN。
一、计算资料(一)结构尺寸基底标高H1=最低水位H2=洪水水位H3=河床标高H4=前墙背坡度m=翼墙背坡度n=桥台宽度W0=翼墙顶宽W1=内空顶宽W2=侧襟边宽W3=翼墙底宽W4=内空底宽W5=基础宽度W=0.00 °(假想台背铅直)33.69 °180.00 °0.00 °(二)墙后填土参数19.00 KN/m³9.00 KN/m³35.00 °17.50 °(取δ=1/2×Φ)18.00 KN/m³(三)墙体与地基参数23.00 KN/m³13.00 KN/m³0.3180 KPa(四)计算荷载3.500 KN/m²180.00 KN 203.60 KNU型桥台计算书1.500 m2.386 m 20.229 m28.000 m (横桥方向)-0.356 m 3.880 m 5.350 m 1.500 m 3.000 m 3.500 m 25.000 m 0.500 m 24.000 m 3.200 m 1.000 m 3.400 m 0.800 m 0.400 m 5.400 m (顺桥方向)6.100 m 1.500 m 1.000 m桥台总高H=雉墙高度h0=胸墙高度h1=基础厚度h2=6.600 m 0.640 m 前墙高度h3=反力位置b0=8.100 m 0.500 m 台帽宽度b1=雉墙顶宽b2=翼墙长度b3=前襟边宽B1=前墙底宽B2=后踵宽度B3=基础长度B=假想台背与铅直面夹角α=基础墙趾扩散角=tg -1(B1/h2)=台后填土与水平面夹角β=上部结构反力——活载P2=基底摩擦系数μ=墙背填土容重γs =墙背填土浮容重γsw =计算内摩擦角Φ=填土与假想台背间摩擦角δ=满足要求。
地基容许承载力[σ]=台后荷载q=上部结构反力——恒载P1=< 墙体最大刚性角=襟边填土容重γ1=桥台砌体容重γk =桥台砌体浮容重γkw =二、荷载计算(一)桥台及上部结构的荷载计算1、桥上活载反力2、不考滤浮力时自重恒载计算3、浮力(洪水位时)计算水位: 5.350 m4、浮力(最低水位时)计算水位: 3.880 m(二)台背土压力计算1、求破裂角θ假设破裂面交于荷载内,采用相应的公式计算:52.50 °A=-tg α=0.0000.5835得θ=30.26 °2、计算破裂面交于台后路面的长度L=H×tg θ=4.726m0.184m 3、主动土压力系数用库仑土压力公式计算0.24614、各深度位置的土压力强a)洪水位时计算水位:5.350 mb)最低水位时计算水位:3.880 m5、桥台后填土自重引起的主动土压力1)洪水位时 计算荷载换算为均布土层,其厚度h q =q/γs==++=δαφψ=+⨯++-=)()(A tg tg ctg tg tg ψψφψθ=-⨯+-⨯++⨯+⨯-=222))cos()cos()sin()sin(1()cos(cos )(cos βαδαβφδφδαααφK2)最低水位时6、桥台后活荷载引起的土压力(洪水水位时与最低水位时活载引起的土压力相同)(三)作用力汇总三、偏心距验算1)洪水位时e0=M/N=0.166 m0.75ρ=0.75B/6=0.675 m2)最低水位时e0=M/N=0.142 m0.75ρ=0.75B/6=0.675 me0<0.75B/6 OK e0<0.75B/6 OK四、地基承载力验算1)洪水位时σmax =N/A+M/W=102.52 KPa <[σ]=180 KPa σmin =N/A+M/W=95.49 KPa<[σ]=180 KPa2)最低水位时σmax =N/A+M/W=113.96 KPa <[σ]=180 KPa σmin =N/A+M/W=107.22 KPa<[σ]=180 KPa五、抗滑稳定性验算1)洪水位时Ks=μ*N/F=1.565>[Ks]=1.32)最低水位时Ks=μ*N/F=1.521>[Ks]=1.3六、抗倾覆稳定性验算1)洪水位时K0=N*y/M=y/e0=B/(2*e0)=16.302>[K0]=1.52)最低水位时K0=N*y/M=y/e0=B/(2*e0)=18.975>[K0]=1.5七、验算结果汇总OKOKOKOK OKOK OKOK。
桥台桩基础设计计算书路桥073 张金辉一、荷载计算(一)上部构造恒载反力及桥台台身、基础土重的计算该部分的计算列于以下的恒载计算表中。
(弯矩正负规定如下:逆时针方向取“+”,顺时针方向取“-”)该桥台的侧立面图、平面图如图(一)、图(二)所示,在计算桥台混凝土自重时,将其分为11块分别进行计算,最后将其求和累加.上部构造恒载计算:上部构造恒载=边梁重量+中梁重量+桥面铺装重量= 15*19.94*10.28+2*19.94*10.72+3。
5*(12+5。
5)*19。
94= 4723.587 KN距离承台底形心轴的距离= 1.48 m对承台底形心轴的弯矩为:Mx=—21*4723.587*1。
48=—3495。
454 KN·m图(二)恒载计算表序号计算式竖直力对基底中心轴偏心弯矩10.75×0.3×2.5×2514。
0630.5×2。
5+0.1+2=3。
3547。
11120。
5×2。
5×1.37×0。
3×0。
512。
84431×2。
5+0.1+2=2.93337.67130。
3×0.3×(1.75+5。
5×3+1.74)×2544.9780.15+0。
1+2=2。
25101。
20140。
5×0。
3×0.3×(1.75+5.5×3+1。
74)×2522.48931×0.3+0。
1+2=2.249。
4765 1.02×0.35×(0。
3+1。
75+5。
5×3+1。
181.082+0.1—0.5×0.35=1.925348.59(二) 土压力计算根据《公路桥涵设计通用规范》,取台背与填土间的摩擦角δ= 。
土压力按台背竖直(ε=0),回填土为两层: 0~1。
5m 采用天然级配砂砾回填=40°,ε=0,δ= =20°,β=0,;下部分采用原土碾压回填=16° , c=30° ,;根据土压力相等的概念来计算1。
1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算一、桥台及承台自重的作用力(顺时为+,反之为-)桥台形式见附图一:二、计算主拱圈作用于拱座的力对承台重心O的力1.根据有关标准图知,作用于拱座上的控制力为:垂直力:V=17450KN水平力:H=23740KN(往河岸)弯矩:M=10480KN*M2.对承台重心O产生的弯矩:M V=4.95*17450=86377.5(KN*M)M H=-9.58*23740=-227429.2(KN*M)3.对承台重心O产生作用合力:垂直力=17450KN水平力=23740KN(往河岸)弯矩=86377.5+10480-227429.2=-130571.7(KN*M)三、计算桥台后静土压力及土抗力1.静土压力计算E j=0.5*ξ*γ*H2*B其中:ξ=0.50(自然土体)γ=20kn/m3h1=13m;h2=10.24mB=5.5m所以:E1=0.5*0.5*20*132*5.5=4647.5(KN)E2=0.5*0.5*20*10.242*5.5=2883.6(KN)平均静土压力=(4647.5*2+2883.6)*0.5=6089.3(KN) 作用力到承台底距离:h=(4647.5*10.24*0.5*10.24+2883.6*0.5*10.24*10.24/3)/((4647. 5*2+2883.6)*0.5*10.24)=294057.41/62354.43=4.72(m) M静=6089.3*4.72=28741.5(KN*M)2.土抗力计算(1)计算土抗力根据桥梁工程(公路与城市道路工程专用)P404知,p k=Mc/(B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2)其中:h2=9.58(m)f=0(偏安全、可不考虑)K0/K =1.25I0=6.8*11.83/12=931.1D=B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2=5.5*9.582/3+1.25*931.1/9.58=289.75Mc=-227429.2+25553.4+86377.5+10480+28741.5=-76276.8(KN*M)台口处的抗力强度p k=76276.8/289.75=263.3(KN*M2)土抗力Pk=0.5*B*p k* h2=0.5*5.5*263.3*9.58=6936.6(KN)(2)对桥台变位的限制a.水平位移:Δ=p k/k=263.3/(120*9.81*103)=0.22mm<6mm,满足要求b.台后填土稳定性的保证Kc=P b/(P j+P k)其中:P b=20*13*tg2(45+35/2)=959.4(KN*M2)P j=0.5*20*13=130(KN*M2)所以Kc=959.4/(263.3+130)=2.44>1.4,满足要求四、作用于承台重心O处的合力垂直力∑Ni=28112.8+17450=45562.8KN水平力∑Hi =23740-6089.3-6936.6=10714.1KN(往河岸)弯矩Mo =Mc-Mp k=-76276.8+1/3*5.5*263.3*9.582=-31974.8KN*M五、桩基计算1.系数计算(1)自由长度:Lo=0m(2)E*I=0.67*E h*I h=3.0*104*3.14*1.84/64=10357530(kn*m2)(3)桩的计算宽度:b1=0.9*(d+1)*K其中:h1=3*(d+1)=3*(1.8+1)=8.4(m)L1=4.5-1.8=2.7<0.6*h1=5.04(m)K=b’+(1-b’)/0.6* L1/ h1=0.5+(1-0.5)/0.6*2.7/8.4=0.768 所以b1=0.9*2.8*0.768=1.935(m)(4)m=(m1*h12+m2*(2*h1+h2)*h2)/h m2=50000(KN/M4)其中:h m=2*(d+1)=5.4(m)(5)变形系数α:α=(m*b1/EI)0.2=(50000*1.935/10357530)0.2=0.3927h’=α*h=0.3927*30=11.78>2.5,可按弹性桩计算(6)EA=3.0*107*1.82/(4*3.14)=7734930(7)单桩面积Ao=4.52/4*3.14=15.904(m2)备注:0.25*35°=8.75°,2*25*tg8.75°=7.70>4.5,取4.5m计算(8)Kc=0.5(摩擦桩)(9)地基系数:Co=mo*b=50000*30=1500000(KN/M4)2.钻孔灌注桩基的计算采用桥梁博士2.9和桥梁大师计算,结果另见。
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1-12、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a24a 21μλB 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。
kNE 615.161624.07.71017212=⨯⨯⨯⨯=其水平向分力为kNE 615.161624.07.71017212=⨯⨯⨯⨯=离基底底面的距离me y 33.31031=⨯=对基底形心轴的力矩kN M ex 16.513433.379.1541-=⨯-= 其竖向分力kNE 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kNMey81.7776.113.486=⨯=(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。
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。