重力式U型桥台基底承载力计算

第35卷第2期2009年6月

湖南交通科技

HUNANCOMMUNICATIONSCIENCEANDTECHNOLOGY

Vol.35No.2

Jun.2009

文章编号:1008Ο844X(2009)02Ο0098Ο04

重力式U型桥台基底承载力计算

陈洪林

(湖南省交通规划勘察设计院,湖南长沙　410008)

　　摘　要:图,进行了重力式U型桥台通用尺寸的改定,并对m进行了分析计算,为空心板重力式U关键词:空心板;重力式U型桥台　　中图分类号:U:B　

图。

本文针对湖南省交通规划勘察设计院编制的13、16、20m装配式后张法预应力混凝土空心板上部构造,初步拟定了重力式U型桥台的基本尺寸,并对桥台基底承载力进行分析计算。

0　前言

桥台是支承上部桥跨和传递桥梁荷载,连接桥梁与路堤的桥梁结构物。重力式桥台为就地建筑的整体式重型结构,主要靠自重来平衡台后的土压力;桥台台身多为石砌圬工或混凝土材料建造。U型桥台是重力式桥台中最常用的一种,它由支承桥跨的前墙与连接路堤两边的侧墙组成,其结构简单,基础底承压面大,应力较小,施工简单,在桥梁建设中得到了广泛的应用。

装配式预应力混凝土空心板桥由于其建筑高度小,施工工艺成熟、难度小、施工进度快,材料用量较省、经济指标较好等优点,在中小跨径桥梁中得到了广泛的应用。2007年交通部组织,以湖南省交通规划勘察设计院主持,全国10家省级设计院参与编制了新版的预应力混凝土空心板上部构造通用

1　设计资料

1)概况。

本次重力式U型桥台设计与空心板上部构造通用图配套,对应上构通用图13、16、20m简支空心板及20m连续空心板。

各跨径桥台基本尺寸,见图1及表1。2)荷载等级:公路-Ⅰ级。3)材料及计算参数。

桥台台身采用C25片石混凝土,台帽及背墙采用C30,基础采用C25,容重均采用24kN/m。

3

图1　桥台基本尺寸示意(单位:cm)

　　收稿日期:2009Ο04Ο01

),男,工程师,主要从事公路桥梁设计。作者简介:陈洪林(1976Ο

2期陈洪林:重力式U型桥台基底承载力计算　

表1　各跨径桥台基本尺寸

99

跨径/mH/cmh1/cmh2/cm

400

13

600800400

16

600800400

20

600800

105105105115115115130130130

100150150100150150100150150

b1/cmb2/cmC1/cmn1n3

　　4)设计依据。

①《公路圬工桥涵设计规范》(JTGD61—2005)。

(JTGD63②《公路桥涵地基与基础设计规范》

—2007)。

③《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)。

404040404040505050

808080909090100100100150150100150150100111.25111.25111.∞∞

8

∞∞

8

∞8

3

》。,20m20m简支空心板荷载稍小,故20m跨径采用20m简支空心板荷载数据计算,见表2。

　　35/m。

μ=0.4。

表2　通用图上构恒载

跨径/m

131620

中梁反力/kN

永久作用

160192260

最大悬臂边梁反力/kN永久作用

190237315

最小悬臂边梁反力/kN永久作用

可变作用

可变作用

117125139

可变作用

120128142

213283

126138

2

　前墙计算

桥台计算按前墙与侧墙分别考虑。前墙根据跨

径、填土高度和基础类别进行分类计算。前墙计算根据车辆荷载横向布置宽度取计算宽度B=3.1m。纵向水平力按支座滑动的最大水平力控制,取T1=0.05N(N为上构恒载)。

前墙计算模型见图2。

2.1　计算工况

①计算工况一。

桥上满布荷载,水平力指向台前,桥台后无荷载。

②计算工况二。

桥上无荷载,台后破坏棱体上满布荷载,水平力指向台后。

2.2　桥台土压力计算

①工况一。

根据《桥涵设计通用规范》第4.2.3—4条规定,无车辆荷载时台后主动土压力为:

E=

2

γBμH2

3

3

式中:E为主动土压力,kN;γ为土的容重,kN/m,

取为18kN/m;B为桥台的计算宽度,m,取B=3.1m;H为计算土层的高度,m,按

4、6、8m分别计

算;μ为系数。

μ可按下式计算:

μ=cos2(-α)

)×cosαcos(α+δ

2

2

1+

图2　前墙计算模型(单位:cm)

)cos(α-β)cos(α+δ

β=0°,α=18.4°,δ=17.5°,φ=35°

100　湖南交通科技

k0=s/e0

35卷

代入计算得:μ=4.03。

作用点到基础底面的距离C=H/3。②工况二。

台后有车辆荷载时的主动土压力:

EγH(H+2h)Bμ

2

式中h为车辆荷载的等代均布土层厚度。

h=∑G/B L0

∑G为布置在B×L0范围内活载总重,按车辆

荷载和车道荷载分别考虑,取大值计算。

台后填土破坏棱体长度:

θ+(H-h1-.)L0=Htan

θ=-式中:tan

+)(tanω-tanα)

式中:s为基底截面重心轴至截面最大受压边缘的距离;e0为所有外力的合力的竖向力对基底重心轴的偏心距。

4)基底应力及稳定性计算结果见表4。

表4　计算结果汇总

抗滑稳定/系数

kc

工况/m

抗倾覆稳定系数

k0

土类地基土类地基土类地基土类地基土类地基

230.1231.3224.1183.5193.8197.0

5.33.93.13.12.92.6

9.012.727.813.221.367.3

84

工况二68

ω=α+δ=70.9°　

θ=0.4328。代入得tan

③土压力计算结果汇总见表3。

表3　土压力计算汇总

台高/

m4

　　5)总结。

由以上计算汇总结果知:

前墙基础倾覆和抗滑稳定性均满足JTGD63—

土压力着力

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