重力式桥墩刚性扩大基础课程设计(3)

2019-09-01 18:11

Ⅳ 0 16939.29+(948.63+157.5)×2+336.35-385.4=19102.5 0 五、持力层承载力验算

5.1基底应力计

NM19102.5595.14 pmax?? ???257.57kpaAW16.48?4.681?16.48?4.6826NM19102.5595.14pmin???-?237.78kpa

1AW16.48?4.68?16.48?4.68265.2持力层承载力验算 持力层为一般黏性土,按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007);当e=0.651,IL=0.32时,查表得[fa0]=379.7kPa,因埋置深度为1.8地基承载力不予修正,则[f0]=[ fa0]=379.7kPa > Pmax=257.57kPa,满足要求 5.3下卧层承载力验算 下卧层为亚黏土,e=0.978,IL=0.82时,查表得[fa0]=159.8kPa <持力层[fa0]=379.7kPa,故必须予以验算。

基底至亚黏土层顶面处的距离z为;z=6-1.8=4.2m,当a/b=16.48/4.68=3.52,z/b=4.2/4.68=0.9,由《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)查得附加应力系数α=0.583。计算下卧层顶面处的压应力σh+z,当z/b <1,基底压应力取离最大压应力距离b/3=1.56m处的压应力,P=251kPa,则Ph+z=10.2×(1.8+4.2)+0.583×(251-10.2×2)=195.64kPa

而下卧层顶面处的承载力容许值可按课本公式(2-16)计算,其中K1=0,而IL=0.82>0.5,故K2=1.5,则[P] h+z=159.8+1.5×10.2×(1.8+4.2-3)=205.7kPa > Ph+z=195.64kPa,满足要求。

六、基底偏心距验算

6.1恒载作用时

1e0=0,ρ=b=0.78 e0<0.1ρ,满足要求。

66.2由合力偏心距

对照表(8)中所列荷载组合情况,按荷载组合Ⅱ计算 M1120.13e0===0.07<ρ 满足要求

N16435.4七、基础稳定性验算

7.1倾覆稳定性验算 按荷载组合Ⅲ:恒载(最高水位)+风力验算;则要满足墩台基础抗倾覆稳定性系数k0 > 1.5; b4.68s===2.34m 22e0=[0+1.79×7.1+4.59×1.54 ]/15329.27=0.0013 k0=s/e0=2.34/0.0013=1800>1.5 满足要求。

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7.2.滑动稳定性验算

因基底处地基土为硬塑黏土,查表得μ=0.25 按荷载组合Ⅲ:恒载(最高水位)+风力验算; 则要满足墩台基础抗倾覆稳定性系数k0 >1.3;

Kc=(0.25×15329.27+1.79+4.59)/(1.79+4.59)=601.7>1.3 满足要求。

八、沉降计算

由于持力层以下的土层为亚黏土为软弱下卧层,按其压缩系数为中压缩性土,对基础

沉降影响较大,故应计算基础沉降。计算图列如图五; ① 确定地基变形的计算深度;Zn=b(2.5-0.4lnb)=4.68×(2.5-0.4×ln4.68)=8.8m ② 确定分层厚度;

第一层从基础底部向下4.2m; 第二层从第一层底部向下3m; 第三层从第二层底部向下1.6m; ③ 确定各层土的压缩模量;(单位MPa) 第一层 Es1=16.5 第二层 Es2=7.5 第三层 Es3=35

④ 求基础底面处附加应力

按正常使用极限状态的长期效应组合采用,各项作用效应的分项系数分别为:上部构造恒载、桥墩及基础自重均为1.0,汽车荷载和人群荷载均为0.4. 荷载组合Ⅳ(最低水位)+ 双孔汽车荷载+双孔两侧行人荷载,验算基础沉降量。 N=16939.29+(948.63+157.5)×2+336.35-385.4=19102.5 kN 基础底面处附加应力;

P0=N/A-rh=19102.5 /(16.48×4.68)-10.2×1.8=229.3kPa ⑤ 计算地基沉降

计算深度范围内各土层的压缩变形量见 表(9) Z单位S’=△s’i 单位’l/b z/b αi ziαi ziαi - zi-1αi-1 Esi △si (m) (mm) 0 3.5 0 4.2 3.5 0.9 0.830 3.486 3.486 16.5 48.44 48.44 7.2 3.5 1.54 0.674 4.853 1.367 7.5 41.79 90.23 8.8 3.5 1.88 0.609 5.359 0.506 35 3.32 93.55 注:α查JTG D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范M.0.2的矩形面积上均布荷载作用下中点平均附加压力系数。

⑥ 确定沉降经验系数 Es=∑Ai/∑(Ai/Esi)=(3.486+1.367+0.506)/[(3.486/16.5)+( 1.367/7.5)+( 0.506/35)] =13.13

Ψs=0.7+(13.13-7) ×(0.4-0.7)/(15-7)=0.47 ⑦ 计算地基的最终沉降量

S=Ψs·S’=0.47×93.55=43.97mm 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)规定:相邻墩台间不均匀沉降差值,不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡(折角)。因此该桥的沉降量是否满足要求,还应知道相邻墩台的沉降量。

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