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刚性扩大基础

基础工程课程设计计算说明书刚性扩大基础设计计算说明书录一、设计资料 (2)二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4)(一)、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 (二)土压力计算 . (5)1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5)(三)支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10)(一)桥上有汽车及人群荷载,台后无活载 ..................................................................... 10 (二)桥上有汽车及人群荷载,台后有汽车荷载 ............................................................. 11 (三)桥上无活载,台后无活载 ......................................................................................... 11 (四)桥上无活载,台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 (五)无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11)(一)台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 (二)基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 (三)地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14)(一)仅受永久作用标准值效应组合时,应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 (二)承受作用标准值效应组合时,应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 (一)倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 (二)滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17)一、设计资料某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁,标准跨径20.00m ,计算跨径19.60m 。

板式橡胶支座,桥面宽度为7m+2×1.0m ,双车道,按《公路桥涵地基基础设计规范》(JTGD63—2007)进行设计计算。

设计荷载为公路—Ⅱ级,人群荷载3.02/kN m 。

材料:台帽、耳墙及截面a —a 以上混凝土强度等级为C20,3125.00kN m γ=,台身(自截面a-a 以下),7.5M 浆砌片、块石(面墙用块石,其他用片石,石料强度不小于30MU ),32=23.00/k N mγ;基础用C15的素混凝土浇筑,3324.00kN m γ=;台后及溜坡填土34=17.00/kN m γ;填土的内摩擦角35ϕ︒=,粘聚力C=0。

水文、地质资料:设计洪水位高程离基底的距离为6.5m (在a-a 截面处)。

地基土的物理、力学指标见表1.1表1.1 土工试验结果取土深度 (自地面算起) (m )天然状态下土的物理指标土粒密度sρ3/t m ()塑性界限液性指数L I压缩指数12a -(1MPa-)直剪试验含水率ω%()天然重度γ3/kN m ()孔隙率e液限L ω塑限P ω塑性指数P I粘聚力ckPa ()内摩擦角ϕο()3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.82819.100.822.713419150.60.262016二、桥台及基础构造和拟定的尺寸桥台及基础构造和拟定的尺寸如图所示。

基础分两层,每层厚度为0.50m ,襟边和台阶宽度相等,取0.4m 。

基础用C15混凝土,混凝土的刚性角max 40α=︒。

现基础扩散角为:1max 0.8tan 38.66401.0αα-==︒<=︒满足要求。

三、荷载计算(一)、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算计算值列于表1.2。

表1.2 恒载计算表序号计算式竖直力P (kN )对基底中心偏心距(m)e弯矩m M (kN ) 备注1 0.8×1.34×7.7×25.00 206.36 1.36 278.59 弯矩正负值规定如下:逆时针方向取“-”号;顺时针方向取“+”2 0.5×1.35×7.7×25.00 129.94 1.075 139.693 0.5×2.4×0.35×25.00 21.00 2.95 61.954 0.5⨯0.2×2.4×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2 63.00 2.55 160.65 5 1.66×1.25×7.7×25.00 399.43 1.125 449.36 6 1.25×5.5×7.7×23.00 1217.56 1.125 1369.767 0.5×1.85×5.5×7.7×23.00901.00 -0.12 -108.12 8 0.5×3.7×8.5×24.00 377.40 0.1 37.74 9 0.5×4.3×9.3×24.00 479.88 0 0 10[0.5×(5.13+6.9)×2.65-0.5⨯1.85×5.5]×7.7×1420.56-1.055-1498.7017.00号11 0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×2×17.00682.09 -0.07 -47.74 12 0.5×0.4×4.3×2×17.00 29.24 0.00 0 13 0.5×0.4×8.5×17.0028.90 -1.95 -56.36 14 上部构造恒载848.050.65551.2315 6804.41P kN =∑,1338.05M kNm =∑(二)土压力计算土压力按台背竖直,=0ε;台后填土为水平,=0β;填土内摩擦角35ϕ=︒,台背(圬工)与填土之间的外摩擦角17.52ϕδ==︒计算。

1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算台后填土自重引起的主动土压力按库伦土压力公式计算式:2412a aE H BK γ= 式中,34=17.00/kN m γ;B 取桥台宽度取7.70m ;自基底至填土表面的距离H=10.0m 。

22222cos ()sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.247sin 52.5sin 35cos17.51cos17.5a K ϕεϕδϕβεεδεδεβ-=⎡⎤+-⋅++⎢⎥+-⎣⎦︒==⎡⎤︒︒︒+⎢⎥︒⎣⎦故2117.00107.70.2471616.62()2a E kN =⨯⨯⨯⨯=其水平方向的分力:0cos()1616.62cos17.51541.80()ax a E E KN δε=+=⨯=离基础底面的距离:103.33()3y e m == 对基底形心轴的弯矩为:1541.80 3.335134.19()ex M kN m =-⨯=-在竖直方向的分力:0sin()1616.62sin17.5486.13()ay a E E KN δε=+=⨯=作用点离基础的距离:2.150.4 1.75()x e m =-=对基底形心轴的弯矩为:486.13 1.75850.72()ey M KN m =⨯=2.台后填土表面有汽车荷载时桥台土压力计算采用车辆荷载,车辆荷载换算的等代均布土层厚度为:0G h Bl γ=∑式中:0l ¯¯¯¯破坏棱体长度,0tan l H εα=(tan +cot );。

由 H ¯¯¯¯桥台高度;ε¯¯¯¯台背与竖直线夹角,对于台背为竖直是,=0ε; α¯¯¯¯破坏棱体滑动面与水平面夹角。

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