基础工程课程设计计算说明书

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

埋置式桥台刚性扩大基础设计计算

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 ），3

2=23.00

/k N m

γ；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

s

ρ3

/t m （）

塑性界限

液性

指数

L I

压缩指数

12a -

(1

MPa

-)

直剪试验

含水率

ω%（）

天然重度

γ

3

/kN m （）

孔隙

率

e

液限

L ω

塑限

P ω

塑性

指数

P I

粘聚力

c

kPa （）

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 6.4~6.8

28

19.10

0.82

2.71

34

19

15

0.6

0.26

20

16

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：

1

max 0.8

tan 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“+”号

2 0.5×1.35×7.7×25.00 129.94 1.075 139.69

3 0.5×2.4×0.35×25.00 21.00 2.95 61.95

4 0.5⨯0.2×2.4×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2 63.00 2.5

5 160.65 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 1369.76

7 0.5×1.85×5.5×7.7×23.00

901.00 -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 10 [0.5×(5.13+6.9)×

2.65-0.5⨯1.85×5.5]×7.7×

17.00

1420.56 -1.055

-1498.70

11 0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×

2×17.00

682.09 -0.07 -47.74 12 0.5×0.4×4.3×2×17.00 29.24 0.00 0 13 0.5×0.4×8.5×17.00

28.90 -1.95 -56.36 14 上部构造恒载

848.05

0.65

551.23

15 6804.41P kN =∑，1338.05M kN m =∑

（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17.52

ϕ

δ=

=︒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：

241

2

a a

E 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 。

22

22

2

cos ()

sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.247sin 52.5sin 35cos17.51cos17.5a K ϕεϕδϕβεεδεδεβ-=

⎡⎤

+-⋅++⎢⎥

+-⎣⎦

︒

==⎡⎤

︒︒︒+⎢⎥

︒⎣⎦

故

21

17.00107.70.2471616.62()2

a 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：

10

3.33()3

y 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=+=⨯=