桥梁讲义一级注册结构工程师10基础

在承受外力时，墩台依靠其自身的重力及作用其上的重力维持稳定的，称为重力式墩台。一般由混凝土、片石、混凝土或天然石材砌筑。此类桥墩具有坚固耐用、施工简便、取材广泛，同时对抗撞击及抗冰压力等较为有利。适用于地基良好的大、中型，或流冰、漂流物较多的河流。主要缺点是体积、自重、工程量较大，地基压力增加，相应增加了基础工程量，水中桥墩增大了阻水面积，如图85

图7—85墩（台）帽一般挑出墩顶5～并设置构造钢筋。中小跨径不小于

图7—87图7—86墩帽宽度，顺桥方向为bB：B≥f＋a0＋2c1＋2c2100cmB≥

（7—（7— f——相邻两跨支座中心的距离；b0——c2——支座边缘至墩（台）值，一般c1——墩帽出檐的宽度，一般

图7—88

3图7— 图7—图7—91 图7—92图7—93（二）空心桥墩的组合形式，在高于最大洪水位或通航时采用空心墩。a b c de f g h图7—94，如图7—95所示。当盖梁采用钢筋 。重构件，它的分跨（L1、L2）、盖梁

图7-95图7—96 图7—96

图7—图7—98薄壁肋板（桩柱）a)

a)图7—基坑底面砌筑基础。当基础埋深大于5m时，需用特殊施工和相应的dminzd （系数zs~zf——土的类别、冻胀性、环境、地形坡向、基础对冻深的影响系数；4.1.1—1~4.1.1—4查取。 表7—冲刷总深度(m05安全值1、浅基础（明挖基础assa)柔性基 b)ass图7—101 3外，一般不宜高出地面，以保

asa)柔性基础 b)刚性基础M5号以下砂浆砌筑的片石、块石和粗石料砌体αmax＝30°；M5号以上砂浆砌筑的片石、块石和粗石料砌体αmax＝35°；混凝土浇注基础αmax＝40°。2

图7—础。为满足下沉的重量和强度要求，井壁应有足够的厚度，一般为0.7～ 图7—103

（1）内灌注混凝土，并随灌混凝土随拔（也可不拔，将留在土层中），在桩位处筑成钢筋混凝土桩（或混凝土桩）。 支承或嵌固在基岩上的钻（挖）中距，不得小于1.5倍扩底直径或承台只发生刚移（横向位移a、竖向位移c、转角β），各桩几何位置产顶主筋承台时，承台在桩身混凝土顶端平面内须设置一层钢筋网，在每米 管桩与承台连接时，承台内的纵向钢筋如采用插筋，其数量不应少横系梁的主钢筋应桩内，其长度不小于35倍钢筋直径。

梁桥桥墩荷载组合表编号组合1*****2*****34***5***6*7*89*力**强度、荷载偏心距e0=ΣM/ΣN≤[e0]、抗剪强度；对于高度大于20m的重NM作用下应验算：单向偏心受

N

γf

（7—— 双向偏心受 N

M

γf

WR——对于设置在基岩上的基底承受单向偏心荷载，其偏心距e0超过核心半径时（ρ＝W/A）时，可仅按受压区计算基底最大压应力基底应105大压应力pmax为：pma

2N 3da

2 3a2e0 a——垂直于b边基础底面的边长；d——N作用点至基底受压边缘的距离；e0——N作用点距截面中心的距离；pz1hz(p2h)Rfa（1——深度(h+z)范围内各土层的换算重度（kN/m32——h范围内各土层的换算重度（kN/m3p——基底压应力（z/b>1时，p采用基底平均压应力；当z/b≤1时，p按基底b/3~b/4处的压应力（对于梯形图形前后端压应力差上b为矩形基底的宽度；JTG2007eMe 半径值为 1pminN N

xy xy、，土质不均匀及承载力较差的地基要计算沉降差或跨线桥净高需要、， ss

s 0

i ini

p0p（少沉降观测资料及经验数据时，可按《规范》（G（P（（N地基沉降计算时设定计算深度zn，在zn以上 nnZn ΔSi基础宽度bb按简 计算：znb(2.50.4lnba立面7—106。图中a)为立面，b)为a立面b)单向偏心 c)双向偏心e0ke00ePieii i

力 PiHip

(7——∑Hip和∑Hia为滑动水平力∑Hia；另一为抗滑动稳定力∑Hip；∑Pi为抗滑动稳定力JG抗倾覆稳定性系数和抗滑动稳定性系数容许值，按《规范》（ n qn

A

22

ik pqrm0fa0k22h（N（m（kP（kPa,JG 算；对于无冲刷的桩基，埋深由天然地面线或实际开挖后的底面k2——容许承载力随深度的修正系数，根据桩端持力层土类按《规范》（JTGD63—2007）3.3.4 （kN/m3R1

nqlA

2

iiki

rk[（（m；qik——li对应的各土层于桩侧的阻力标准值k（k（kPa,JTG 容许值RcA

ch 1ul

（7—

2i

imn mn 自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考（P （（P（Pamd≥1.0md<1.0m

b1kkfdL1≥0.6h1的多排桩k

k

1b21 1式中：b1——桩的计算宽度（b1≤（或圆端形截面kf=0.9kf=1.0；n=2b2=0.6；n=3b2=0.5；n≥4应使桩的各个不同深度z处，即y=

yxσ＝cyx=myxd4EI

myxb 令

mbE

d4dy

5yxQ（y=0）=QxxA0B C

2

x0A20B2

2

C2

MEI(x0A30B3)M0C3

0 (7—0 QEI(x0A40B4M0C4H0 (7— my(xA0B C

2

其中，A1、B1、C1、D1……均为y的幂级数，对应于不同y的值，可由规范JTJ024－85附录六的附表6.12中查得。这就是说，只要已知α和桩在地面处、y=0x0、0、M0、H0（初参数算出任力单位水平力H0=1作用在地面处，单桩在该处的水平位移 转角 (ABAB)k(ABAB3 4 2 4 (A3D4A4D3)kh(A2D4A4D2 (ABAB)k(ABAB3 4 2 4

（7—（7—单位力矩M0＝1作用在地面处，单桩在该处的水平位移 角0HM

(B3C4B4C3)kh(B2C4B4C22 (A AB)k(ABAB (A3C4A4C3)kh(A2C4A4C2

（7—

)

(

(7—录六的附表6.9中列出了这些。规范JTJ024－85附录六的附表6.11中给出了，相应于桩底换算深度h=αh=αy为不同值时，计算δ0HH、δ0HM＝δ0MH、δ0MM在地用处，同时作用着M0、H0时，见图7—109 H HH

MM

(H M

（7— y处，桩的弯矩My、剪力Qy移L2 2

l

L

MH MM 0

MML

L

MM

MM

图7—这里，只介绍多排、竖直、对称、桩底置于非岩石类土或基岩面上的高桩承台，度为l0，在承台底面作用着， 图7—则承台底面各桩桩顶的位移为：αi=αci=c＋xiβ

(7─210)沿桩轴方向，桩顶发生单位位移（ci＝1）时，桩顶产生的轴向力（即所需施加的轴向力，也称桩的竖向刚度ρpp经推导：pp

l0h C0

(7—式中 E——桩身材料的弹性模量ξ——系数，摩擦桩ξ＝2/3（沉入桩ξ＝1/2（ 端承桩1；A——入土部分桩的平均截面面积；A0——摩擦桩四周自地面按φ/4向下扩散至桩底处的面积，但不得超过桩底面中心距所包围的面积；端承桩则为桩底的面积；其他符号同前。HH

2

（αi＝1

Mi

HH MM

2

(7— γaβ＝－ΣρHM——0β＝1γββ＝nρMM＋ρppΣkixi2——承台绕0点发生单位转角β＝1时，桩顶对 弯距之和，其中k1为第i排桩的根数。ccPHM

22 算各桩桩顶的轴向力NiQiQi=αρHH－βρHMMi=βρMM－αρMH

（7—7—205式得出)，代入（7—197）和（7—198）式，得出各桩任意深度的内力 地面以下（1.5～ 应按内力大小分段配m·图7—112非岩石地基刚性深基 图7—113岩石地基刚性深基pmaxrfa （7— h/

1

(7—

co

式中：p1/3、ph——z=h/3z=h1——系数，对于外超静定推力拱桥的墩台1=0.7，其它结构体系的墩台1=1.0在多跨连续、多跨连续桥面简支，由于采用板式橡胶（1）7—114图7—115

多跨柔性墩的桥H＝1作用下，墩顶的纵lxx00l0 式 x=δ0＋δ0l——作用在墩顶的纵向力H＝1，使地面处桩受 HMH0＝1、M0＝l0的作用，因而引起地面处墩的纵向水平位移（x正，l为墩顶至地面的高度β0=δ lH＝1M＝l引起地面处墩的转角（ 0x0at、β0＝β代入（7—220）式可以得出墩顶的纵向水平位移。其中：α、β是承台底中心的位移（见公式（7—216t是承台的厚度。如果承台引起的墩顶位移x0-β0l0，较墩身引起的墩顶位移(l3/3EI)小得多时，则承台位移引起的墩顶位移0

lx

(7—当墩顶有盖梁时，参照（7—220）K'板式橡胶支座的刚度（是n1个支座的并联刚度K''nt

（7—（7— 整个柔性墩的抗推刚度KK′K″的联合抗推刚度（串联刚度K''K'K

某柔性墩墩身的刚度K′＝45690kN/m，支座刚度K″＝