基础工程课程设计计算书（桥台扩大基础设计） - 图文 (2)

基础用C15的素混凝土浇筑，混凝土的刚性角?max?40?。基础的扩散角为：

??tan?1满足要求。

0.8?38.66???max?40? 1.0三、荷载计算及组合

1、上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算。

参照图一基础台身结构和给出的材料特性，可得出以下计算。 ?、桥台a-a截面以上自重计算：

竖向力F1=0.8×1.34×7.7×25.00=206.36kN,弯矩M1=206.36×1.35=278.59kN.m；

竖向力F2=0.5×1.35×7.7×25.00=129.94kN,弯矩M2=129.94×1.075=139.69kN.m；

竖向力F3=0.5×2.4×0.35×25.00×2=21.00kN,弯矩M3=21.00×2.95=61.95kN.m；

竖向力F4=0.5?0.2×24×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2=63.00kN,弯矩W4=63.00×2.55=160.65kN.m；

竖向力F5=1.66×1.25×7.7×25.00=399.44kN,弯矩M5=399.44×1.125=449.37kN.m。

?、a-a截面以下台身及基础自重计算：

竖向力F6=1.25×5.5×7.7×23.00=1217.56kN,弯矩M6=1217.56×1.125=1369.76kN.m；

竖向力F7=0.5×1.85×5.5×7.7×23.00=901.00kN,弯矩M7=901.00×（-0.12）=-108.12kN.m；

竖向力F8=0.5×3.7×8.5×24.00=377.40kN,弯矩M8=377.40×0.1=37.74kN.m；

竖向力F9=0.5×4.3×9.3×24.00=479.88kN,弯矩M9=479.88×0=0kN.m。 ?、台后及溜坡填土自重计算：

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竖向力F10=[0.5×(5.13+6.9)×2.65-0.5?1.85×5.5]×7.7×17.00=1382.16kN,弯矩M10=1382.16×（-1.0618）=-1467.58kN.m；

竖向力F11=0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×2×17.00=682.10kN,弯矩M11=682.10×（-0.07）=-47.75kN.m；

竖向力F12=0.5×0.4×4.3×2×17.00=29.24kN,弯矩M12=29.24×（-1.95）=57.02kN.m；

竖向力F13=0.5×0.4×8.5×17.00=28.90kN,弯矩M13=28.90×0.65=18.79kN.m。

④、上部构造恒载计算：

上部构造恒载取值F14=1100kN,弯矩W13=1100×0.65=715.00kN.m。 综上所述，恒载竖向力之和?Fi?7017.98kN，弯矩?Mi?1512.91kN?m

2、土压力计算。

土压力按台背竖直，??0?，填土内摩擦角??35?，则台背与填土之间的外摩擦角???2?17.5?计算，台后填土水平??0。

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计算式为：

Ea?1B?a?4H22式中：Ea—台后填土自重引起的主动土压力，kN；

B—桥台宽度取7.7m；

?a—主动土压力系数；

?4—台后及溜坡填土的重度，取17KN/m3；

H—自基底至填土表面的距离，取10.0m。

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主动土压力系数求取：

?sin(???)sin(???)?cos2??cos(???)?1??cos(???)cos(???)?? 2cos35???0.2472?sin52.5?sin35??cos17.5???1??cos17.5????a?cos2(???)2则：Ea?0.5?17?102?7.7?0.247?1616.62(KN)

其水平向分力：

Eax?Ea?cos(???)?1616.62?cos17.50?1541.80(KN)

离基础底面的距离：

ey?10?3.33(m) 3对基底形心轴的力矩：

Max??Eaxey??1541.80?3.33??5134.20(KN?m)

其竖直向分力：

Eay?Easin(???)?1616.62?sin17.50?486.13(KN)

作用点离基础形心轴的距离：

ex?2.15?0.4?1.75(m)

对基底形心轴的力矩：

May?486.13?1.75?850.73(KN?m)② 、台后填土表面有汽车荷载时

根据墙后破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算为墙后填土相同高度的均布土层，其厚度h0为：

h0??QB0L?

式中：∑Q—布置在B0L范围内的车轮总重，Q为每辆标准汽车总重550kN； B0—不计车辆荷载作用时破裂棱体的宽度，m； L—挡土墙的计算长度，m；

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?—墙后填土重度，kNm3。其中：

????????52.5?

tan???tan??(cot??tan?)(tan??tan?)?0.583

B0?(H?a)tan??Htan??b?(10?0)?0.583?10?0?0 ?5.83m在破坏棱体长度范围内只能放一列汽车，因是双车道，所以：

h0??QB0L??2?550?2?0.721m

5.83?7.7?17台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力：

11Ea??H(2h?H)B?a??17?10?(2?0.721?10)?7.7?0.247?1849.73(kN)22其水平向分力：

Eax?Eacos(???)?1849.73?cos17.50?1764.12(kN)

作用点离基础底面的距离：

ey?1010?3?0.721??3.54(m) 310?2?0.721对基底形心轴的力矩：

Max??1764.12?3.54??6244.98(kN/m)

其竖直向分力：

Eay?Easin(???)?1849.73?sin17.50?556.22(kN)

作用点离基础形心轴的距离：

ex?2.15?0.4?1.75(m)

对基底形心轴的力矩：

May?556.22?1.75?973.39(kN?m)

?、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想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为

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1:1.5算得，则基础边缘至坡面的垂直距离为H??10????33.69?，若取????35?（土与土之间的摩擦角），主动土压力系数：

5.8?6.13m,，1.5?sin(???)sin(???)?2cos??cos(???)?1??cos(???)cos(???)?? 2cos35???0.1802?sin70?sin68.69??cos35???1??cos35?cos33.69???11???H2B?a??17?6.132?7.7?0.18?442.69(kN) Ea22?a?cos2(???)2其水平向分力：

??Ea?cos(???)?442.69?cos17.50?422.20(kN) Eax离基础底面的距离：

ey?6.13?2.04(m) 3对基底形心轴的力矩：

??422.20?2.04?861.29(kN?m) Mex其竖直向分力：

??Ea?sin(???)?442.69?sin17.50?133.12(kN) Eay作用点离基础形心轴的距离：

ey??2.15(m)

对基底形心轴的力矩：

???133.12?2.15??286.21(kN?m) Mey

6、支座活载反力计算

支座反力计算考虑如下三种情况。 ①、台后无荷载，桥上有汽车及人群荷载

Ⅰ）汽车及人群荷载反力：公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值

qk?10.5kN/m2，集中荷载随计算跨径而变，计算跨径小于或等于5 m时，

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