桥梁基础工程复习PPT课件.ppt

桥梁基础工程总复习 1 内容提要 1明挖基础2桩基础3沉井基础 2 1 明挖基础 3 明挖基础设计流程 4 基础的立面形状及厚度 刚性角要求 混凝土基础的容许刚性角为45o 浅基础可做成一层或多层 每一层的厚度不宜小于1 0m 均需要满足容许刚性角的要求 5 基础上的荷载 荷载组合 荷载分类 6 主力是永久性或经常性作用的荷载 包括恒载和活载 主力 恒载 1 结构构件及附属设备自重 2 恒载土压力 采用浮重度 3 浮力 4 混凝土收缩和徐变的影响 活载 1 列车竖向静活载 2 离心力 3 活载土压力 4 横向摇摆力 例题2 7 8 9 10 11 12 13 荷载组合 荷载组合指所有可能以最大值或较大值同时出现的荷载 墩台基础计算时的几种常用荷载组合 1 主力的组合指同时出现的主力之间的组合 2 主力 附加力的组合桥梁基础设计时 只考虑主力与一个方向 纵向或横向 的附加力组合 例如 考虑制动力和纵向风力与主力的组合时就不考虑横向风力和横向流水压力 反之 考虑横向风力和横向流水压力与主力的组合时 就不考虑制动力和纵向风力 3 主力 特殊荷载的组合即主力与某一特殊荷载的组合 特殊荷载出现的几率极小 它与各种附加力同时出现的机会也极少或几乎不可能 14 最不利荷载组合的分析铁路桥梁的各种荷载中 对荷载组合起控制作用的是列车活载 活载的加载图式对基础设计检算项目的最不利荷载组合起控制性作用 根据大量设计经验 不同活载的加载图式对墩台基础的不同检算项目起控制作用 1 单孔轻载的竖向力最小 纵向力矩又较大 一般是检算基底偏心距和基底稳定性的最不利活载图式 2 单孔重载或双孔重载的纵向力矩或竖向力都较大 一般是检算基底压应力的最不利活载图式 3 双孔重载的支点反力和离心力都是最大值 因此 它常是曲线上桥墩的基底偏心距和基底压应力检算的最不利活载图式 15 浅基础的设计计算 一 地基强度检算二 基底偏心距检算三 基础稳定性检算四 基础沉降检算五 地基稳定性检算 例题4 16 17 18 19 20 21 22 23 2 桩基础 24 桩基础设计内容及设计流程 轴向荷载作用下桩的受力性状 轴向荷载传递的方式和特点 极限状态时 定值设计时 意义 了解桩土间的传力途径和单桩承载力的构成及其发展过程 研究桩的破坏机理 协助确定桩的承载力 25 26 负摩阻力 条件 桩周土的下沉量大于桩的下沉量 原因 1 大范围降水 2 桩侧地面大范围堆载 3 欠固结土或新填土 4 湿陷性黄土湿陷 5 冻土融陷 危害 降低桩的承载力 增大位移 概念 与轴向压力方向相同的侧摩阻力 什么是负摩阻力 27 单桩轴向容许承载力确定 静载试验 经验公式 受压杆件 柱状由桩身材料强度控制设计 摩擦桩由土阻力控制设计 28 按岩土阻力确定单桩轴向容许承载力 经验公式 摩擦桩轴向受压的容许承载力 1 打入 振动下沉和桩尖爆扩桩的容许承载力 2 钻 挖 孔灌注桩的容许承载力 振动沉桩影响系数 与桩端爆扩有关的系数 桩底支承力折减系数 桩底地基土的容许承载力 U桩身截面周长 U按成孔桩径计算 29 柱桩轴向受压的容许承载力 1 支承于岩石层上的打入桩 震动下沉桩 包括管柱 的容许承载力 30 2 支承于岩石层上与嵌入岩石层内的钻 挖 孔灌注桩及管柱的容许承载力 31 单桩轴向容许承载力检算 1 摩擦桩 N G rAl P 2 柱状 N G P 32 横向荷载作用下低承台基桩的内力和位移分析 横向受力桩的微分方程及其解 33 横向受荷桩的微分方程 A横向变形系数 单位为m的负一次方 桩侧土抗力越大 a值越大 桩越不容易变形 判断al 2 5 34 柔度系数 35 单桩刚度系数 基本概念 单桩的刚度系数是指当桩顶仅发生某一单一形态的位移时相应的桩顶作用力 36 高承台桩基础的平面分析 群桩基础的整体位移计算 承台水平位移a和竖向位移b 均以移向相应坐标轴正向时为正 转角B以绕原点O顺时针旋转为正 37 竖直桩各桩相同桩对称布置 38 39 低承台桩基础桩顶内力的简化计算法 1 水平荷载较小 2 承台刚性且埋深较深 3 各桩刚度相同 4 x y是桩基平面的惯性主轴 40 3 沉井基础 41 沉井基础的设计与计算 设计资料上部结构 墩台类型及基础设计荷载水文 地质资料设计内容施工期要求运营期要求 42 沉井的下沉能力验算 Rr主要为刃脚踏面的正面阻力 其值等于刃脚踏面总面积与地基土极限承载力之积 43 井壁受力计算 1 井壁竖向拉应力验算 44 使用条件下的检算 当沉井埋深在最大冲刷线以下较浅仅数米时 可不考虑基础侧面土的横向抗力 按一般浅基础计算 其结果偏于安全 当埋深较大时 沉井周围土体对沉井的约束作用不可忽视 应考虑基础侧面土体的弹性抗力影响 按刚性桩计算沉井的内力和土抗力 该方法与桩基础3 5 4节 刚性桩的简化计算 相同 在此不再赘述 45 刚性桩的简化计算 按刚性桩分析 桩底持力层为土层或基岩风化层 y深度处桩的横向位移 y深度处桩的横向抗力 桩底反力 46 x方向的静力平衡 转动中心a处的力矩平衡 基底反力对转动中心的弯矩 47 y深度处桩截面的弯矩 横向力与竖向力N共同作用时的桩底反力 y深度处桩