重力式U型桥台设计说明书.doc

1 重力式U型桥台设计
1.1 原始数据
1.1.1地质资料
地基土分为五层，天然路面依次向下为亚砂土、亚粘土、粘土、亚砂土、粉砂，各种土质重度γ为19kN/m 3、19.8kN/m3、19.5kN/m3、18.5kN/m3、19.6kN/m3，压缩模量
E 为15MPa 、14.6MPa、14.5MPa、15.1MPa、15MPa ，承载力基本允许值为[f]=420kPa， s ao 空隙比e在0.55~0.60之间，台内填土重度γ=18kN/m 3，内摩擦角j=35°。
1. 1.2桥梁结构资料
上部结构采取单箱双室空心梁，标准跨径20.00m，计算跨径19.50m，梁长19.92m, 桥面净宽7+2×1.5m，其中车道两边分隔带宽0.5m。桥台采取板式橡胶支座，支座高40cm，空心板为C40 钢筋混凝土，容重2500kg/m3。桥梁上部断面图1-1，桥梁上部铺设6cm 厚沥青混凝土铺装层，容重2300kg/m3，6~13cm 厚40﹟现浇混泥土调平层，容重
2400kg/m3，空心梁截面积为5m 2。

图1-1 桥梁断面图 （尺寸单位：m ）
1.2 几何设计
1.2.1设计荷载
公路Ⅰ级，人群荷载 3kN/m 2。
1.2.2设计材料
台帽用C30 钢筋混泥土，密度γ=25kN/m3，台身采取C20 混凝土，重度γ =25kN/m3，轴心抗压强度f =7.82MPa，基础采取15号混凝土砌块石，重度γ =23kN/m3，轴心抗压
强度f =5.17MPa(cd )，人行道板按标准值5.0kN/m2计算。
cd

1.2.3设计依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—）
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—）
1.2.4设计高程桥面高程为76.648m；设计水位高程73.748m；河床高程为69.10m。
1.2.5确定桥台尺寸
（1） 基础采取两个台阶，每层台阶厚0.85m，襟边宽0.2m。基础采取块石砌体，其允许最大刚性角为α =30°，基础扩散角为： max
0.4
α= tan-1=13.23°<30°（满足规范要求）
1.7
则桥台高度为： H = 76.648-69.10+0.2= 7.748(m)
（2） 顺桥向台帽宽度，图1-2。

图1-2 台帽顺桥向尺寸图
台帽宽度
a
b =e +e ++C +C (1.2.1)
1 0 1 2 1 2
式中：e——伸缩缝宽度，取e=2cm；
0 0
e——支座中心至梁端距离，取e=18cm；
1 1
a——支座顺桥向宽度，a=20cm；
C ——支座边缘到台身顶边缘距离，C =20cm；
1 1
C ——台帽檐口宽度，C =10cm。
2 2
计算得： b =2+18+20/2+20+10=60(cm)
1
（3） 横桥向台帽宽度

桥面宽为B=10m ，台帽通常设置10cm 檐口，故取B =10.2m。
0
（4） 桥台侧墙长度锥坡高度h=7.548m，按1:1放坡，按要求要求，桥台侧墙后端应伸入桥头锥坡定点
以内长度75cm，则桥台侧墙长度为：
b=7.548-(7.548-1-0.4)/10-(0.6-0.1)+0.75=7.18(m)
（5） 前墙底宽度
按规范要求，取前墙顶宽b=1m，则前墙底宽为：
2
b=3.11³0.4H=3.10m (满足规范要求)
3
（6） 侧墙底宽度按规范要求，取侧墙顶宽b=0.8m，侧墙底宽为：
b=0.8+7.748/4(5)=2.737³0.35H=2.71m (满足规范要求) 桥台与基础的其他细部尺寸见图(6)1-3。

图1-3 桥台与基础细部尺寸图 (尺寸单位：m )
2 荷载计算
2.1 结构重力计算
2.1.1上部结构重力沥青混凝土桥面铺装层为：0.06×7×23=9.66(kN/m) 现浇混凝土调平层为：(0.06+0.13)/2×7×24=15.96(kN/m) 人行道： 5×1´2=10(kN/m) 桥梁： 5×25=125(kN/m) 一孔上部结构重力： P =[(9.66+15.96+10+125)´19.92]/2=1599.77(kN)
R
2.1.2台身、侧墙及填土重力桥台台帽、前墙、侧墙及填土重力计算见表2-1。
2.1.3基础及襟边上土重
对于基础自重及襟边上土重，两台阶基础近似采取单台阶基础计算，差异不大。基础重： P=7.542´10.8´1.7×23=3184.84(kN) 力臂： 7.542-/20.4=3.37(1m) 对O ——O 弯矩：3184.84´3.371=10736.10(kN·m) 台边襟边土(1)重(1)，由河床线计起，则：
P =0.4´10.8×0.2´19.5=16.848(kN)
1
力臂： -0.4/=2 -0.2(m) 对O ——O 弯矩： 16.848´(-0.2)=-3.34(kN·m) 台侧襟边土(1)重(1)，由河床线计起，则：
P =0.4×6.742×0.2´19.5×2=21.04(kN)
2
力臂: 6.742=/23.37(1m)
对O ——O 弯矩： 21.04´3.371=70.93(kN·m)
1 1
2.1.4台身底截面以上自重重心
全部自重共计为11565.38kN，对O ——O 弯矩共计为43101.45kN·m，全部自重作用点距O ——O 为3.727m；则其对台(1)身底截(1)面形心偏心距e=3.727-3.371=0.356m（靠
1 1 台背一侧）。
台身、侧墙及填土重力及对O—O 重心矩计算表 表2-1
1 1

2. 1.5基础底截面以上自重重心
全部自重共计为14788.11kN，对O ——O 弯矩共计为53905.14kN·m，全部自重作用点距O ——O 为3.645m，则其对台(1)身底截(1)面形心偏心距e=3.645-3.371=0.274m。
1 1
2.2 荷载布置、支座反力和土压力计算
2.2.1台后无荷载，车道荷载作用在桥上
（1）依照《公路桥涵设计通用规范》集中荷载标准值有以下要求：
① 公路—Ⅰ级车道荷载均布荷载标准值为q ＝10.5kN/m；
K
② 集中荷载标准值按以下要求选取：桥梁计算跨径小于或等于5m 时，P ＝180kN；桥梁计算跨径等于或大于50m 时，P(K) ＝360kN；
③ 桥梁计算跨径在 5m～50m 之间时，P(K) 值采取直线内插求得。计算剪力效应时，
K 上述集中荷载标准值P 应乘以1.2系数。
桥梁跨径为19.5m，(K)采取直线内插得P =238kN。
车道荷载均布荷载标准值应满布于使(K)结构产生最不利效应同号影响线上，集中荷载标准值只作用于对应影响线中一个最大影响线峰值处，也就是作用在最不利位置上。
荷载布置见图2-1。

图2-1 仅桥上布置荷载图
计算剪力效应时，P =238´1.2=285.6kN，则：
k
R =(1×285.6＋1/2´19.5´10.5)×2=775.95kN
1
（2）对应土压力计算作以下考虑：
① 计算桥台地基承载力时，仅计算基础顶面范围土压力，基础高度内主

动土压力和被动土压力均不考虑；
② 验算桥台滑动稳定性时，主动土压力按整个桥台高度（基础底面到桥台顶面）计算。
依照《公路桥涵设计通用规范》：总主动土压力：
1
E =2 BgH 2m (2.2.1) cos（2 j-a）
u =(2.2.2) cos2 a×cos(a+d)[1+ sin(j+d)×sin(j-b) ] cos(a+d)×cos(a-b)
式中：
E——主动土压力标准值（kN）；
g——土重度（kN/m3）；
B——桥台计算宽度（m）； H——计算土层高度（m）；
b——填土表面与水平面夹角；
a——桥台台背与竖直面夹角；
d——台背与填土间摩擦角，取d=j/2。
依照资料：j=35°，d=j/2=17.5°，b=0°，tan a=0.97/7.748，故a=7.13°，则：
cos（2 35°-7.13°）
u ==0.510
sin(35°+17.5°)×sin35°
cos2 7.13°×cos(7.13°+17.5°)[1+ ]
cos(7.13°+17.5°)×cos7.13°

所以：
1
E = ´18´10´7.7482 ×0.510=2755.45(kN)
2
E 着力点自计算土层底面算起为：
H 7.748
C = ==2.583(m)
3 3
水平向分力：
E =E×cos(d+a)=-2755.45´cos(17.5°+7.13°)=-2504.75(kN)
离基础底面的距离：(H)
C =2.583(m)
H
对基底形心轴力矩：
M = E ×C = -2504.75×2.583= -6469.77(kN·m)
H H H

竖直向分力：
E =E×cos(d+a)=2755.45´sin(17.5°+7.13°)=1148.35(kN)
作用点离基础(V)形心轴距离：
C = -0.584(m)
V
对基底形心轴力矩：
M =E ×C =1148.35´(-0.584)=-670.64(kN·m)
V V V
2.2.2台后桥上都有布载，车辆荷载在台后，车道荷载在桥上车辆荷载布置如图2-2所表示。

图2-2 台后和桥上均布置荷载图
此时车道荷载仅考虑均布荷载，则台后布载长度确定可作以下考虑：
（1）土破坏棱体长度由侧墙根算起；（2）侧墙端部折线近似作直线处理。依照《公路桥涵设计通用规范》，布载长度：
l=b -0.64-0.3+Htanq
3
tanq=-tanw+ (cosj+tanw)(tanw-tana)

其中j=35°，d=j/2=17.5°，a=7.13°，w=a+j+d=59.63°
tanq=-tan59.63°+ (cos35°+tan59.63°)(tan59.63°-tan7.13°)=0.2920 l=3.11-0.64-0.3+3.632+7.748×0.292=8.064(m)
此时支反力为：
1
R = ´19.5´10.5´2=204.75(kN)
1 2
土压力车辆荷载等代布土层厚度计算式为：
åG
h=(2.2.3)
Bl0 ×g

破坏棱体长度l由前墙后缘算起：
0 l =8.064-0.2-1=6.864(m)
0
等代布土层厚度：
2´(140+140)
h==0.453(m)
10´6.864´18
土压力为：
1 1
E = gH (H +2h)Bm=2´18´7.748´(7.748+2´2´0.453)
2
´10´0.510
=3077.65(kN)
H H +3h 7.748 7.748+3´0.453
C = × = ´ =2.717(m)
3 H +2h 3 7.748+2´0.453
其水平分力：
E =E×cos(d+a)=-3077.65´cos(17.5°+7.13°)=-2797.64(kN) 离基础底面的距离：(H)
C =2.717 (m)
H
对基底形心轴力矩：
M = E ×C = -2797.64´2.717=-7601.19(kN·m)
H H H
竖直分力：
E =E×sin(d+a)=3077.65´sin(17.5°+7.13°)=1282.63(kN·m) 作用点离基础(V)形心轴距离：
C = -0.601(m)
V
对基底形心轴力矩：
M =E ×C =1282.63×(-0.601)=-770.86(kN·m)
V V V
2.2.3桥上无荷载，台后有车辆荷载荷载布置如图2-3所表示。

图2-3 台后布载图
此时支反力为0kN，土压力车辆荷载等代均布土层厚度为：
åG 2´（140+140）
h= = =0.453(m)
Bl ×g 10´6.864´18
0
土压力为：
1 1
E = gH (H +2h)Bm= ´18´7.748´(7.748+2´0.453)´10´0.510=3077.65(kN)
2 2
H H +3h 7.748 7.748+3´0.453
C = × = ´ =2.717(m)
3 H +2h 3 7.748+2´0.453
其水平分力：
E =E×cos(a+d )= -3077.65×cos(17.5°+7.13°)= -2797.64(kN) 离基础底面(H)距离：
C =2.717(m)
H
对基底形心轴力矩：
M = E ×C = -2797.64×2.717= -7601.19(kN·m)
H H H
竖直分力：
E = E×(d+a )=3077.65×sin(17.5°+7.13°)=1282.63(kN·m) 作用点离基础(V)形心轴距离：
C = -0.601(m)
V
对基底形心轴力矩：
M =E ×C =1282.63×(-0.601)= -770.86(kN·m)
V V V
2.3 人群荷载反力及其余各力计算
人群荷载反力：
R =(19.50×1´3´2)/2=58.5(kN)
1
摩阻力：
F=μW=1599.77×0.3= 479.931(kN)
制动力按一行车队总重10%计算。
H =(238+10.5´19.5)´10% =44.2<165(kN)，依照《公路桥涵设计通用规范》第
T
4.3.1条要求车道荷载标准值在加载长度上计算总重力10％计算，但公路—Ⅰ级汽车荷载制动力标准值不得小于165kN，取汽车荷载制动力H =165kN。
T
各种荷载计算结果和组合见表2-2。
台身底截面验算时荷载组合表 表2-2

3 台身底截面强度验算仅验算台身底截面，见图3-1，其余截面验算方法同此。

图3-1 台身底截面计算图 (尺寸单位：m )
3.1 台身底截面特征值计算
台身底面积： A =3.11´10+2.737×3.632×2=50.98(m2) 截面系数：
1 1
3.11´10´3.11´ +2´3.632´2.737´( ´3.632+3.11)
X = 2 2 =2.869(m)
50.98
截面惯性矩：
1 6.742 1
I= ´10´6.4723 +50.98´（-2.869）2 -[ ´4.526´3.6323 12 2 12
3.632
+4.526´3.632´(3.11+-2.869)2]
2 =151.13(m4) 截面回转半径：
I 151.13
g= = =1.72 0 A 50.98
3.2 台身截面强度验算
从表2-2能够看出，最不利情况为车道荷载布置在桥上，台后无荷载，按偏心受压构件验算，则：

N £jAf /g (3.2.1)
cd m
式中：g——安全系数，块石砌体受压，取 2.31； m
f ——抗压计算强度，f =7.82MPa； j(cd)——纵向力偏心影响系(cd)数；
e
1-( 0 )m y
j= (3.2.2)
e
1+( 0 )2
g 0
M -8940.72
其中，e = ==-0.590m，y= 2.869m，g=1.72，m =8，
0 N 15147.95 0
则：
-0.590
1-( )8
j= 2.869 =0.895
-0.590
1+( )2
1.72
则0.895×50.98×7820/2.31=154460.57>15147.95，故验算经过。
偏心距验算：e £0.5X，因为0.5X=0.5×2.869=1.435 >0.590(m)，故验算经过。施工验算时，可考虑无(0)上部荷(1)载，仅有台身(1)自重和土压力，此时有：
N =15147.95-1599.77-77.95-58.5=13411.73(kN) M =4117.28-6469.77-670.64=-3023.13(kN·m)
4 基础底面地基承载力计算
地基承载力验算要求荷载在基底产生地基应力不超出持力层允许承载力。地
基压应力计算时要考虑填土对基底附加压应力。
4.1 基础底面特征值计算
桥台基础底面积：
A =10.8×7.542=81.45(m2)
绕度计算：
10.8´7.5422
w==102.39(m3)
6
4.2 地基土允许承载力确定
依照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—）式(3.3.4)：
[f]=[f ]+kg(b-2)+k g(h-3)
a ao 1 1 2 2
式中：[f]——修正后地基承载力允许值（kPa）；
a
b ——基础底面最小边宽（m）；当b<2m 时，取b=2m；当b>10m 时，取b=10m； h ——基础埋深深度（m），自天然地面算起，有水流冲刷时自通常冲刷线算起；当 h<3m 时，取h=3m；当h/b>4时，取h=4b；
k、k ——基底宽度、深度修正系数，依照基底持力层土类别按规范查表 3.3.4；
1 2
g——基底持力层土天然重度（kN/m 3）；若持力层在水面以下且为透水，应取浮
1
重度；
g——基底以上土层加权平均重度（kN/m 3）；换算时若持力层在水面以下，且不
2
透水时，不论基底以上土透水性质怎样，一律取饱和重度；当透水时，水中部分土层则应取浮重度。
查表3.3.4得k=0，k=1.5，基础埋置在天然地面下2.m，h<3.0m，深度项不用修
1 2
正，则[f]=[f]=420kPa。
a ao
4.3 荷载组合验算
考虑了最不利两个组合荷载，验算最大应力是否在地基持力层允许承载力范围内。
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—）中要求，计算最大压应力时，
当基底单向偏心受压时，基底同时承受竖向压力和弯矩共同作用，必须满足以下条件：
N M
P = + £g[f ]
max A W R a （4.3.1）
式中：P ——基底最大压应力；
M(max) ——水平力和竖向力对基底重心轴弯矩；
W ——基础底面偏心方向面积抵抗矩；
g——抗力系数，取1.0 。
R
4.3.1汽车荷载布置为台上、桥上都有荷载时
此时布置考虑台后布置车辆荷载，一行车队不应有两辆重载车，故该情况桥上布置车道荷载不加集中力。
计算各项外力对基础底中性轴弯矩
上部恒载弯矩： M =-3889.04(kN·m)
台身、填土、基础自重弯矩： M =14788.11×0.274=4051.94(kN·m) 汽车荷载产生弯矩： M =-497.75(kN·m) 人群荷载产生弯矩： M =-142.21(kN·m) 土压力作用
E 水平分力产生弯矩： M =-2797.64×(2.717+1.7)=-12357.18(kN·m)
1
E 竖直方向上产生弯矩： M =-770.86(kN·m)
2
M = -12357.18-770.86= -13128.04(kN·m)
摩阻力产生弯矩：M =-479.931×(6.748+1.7)= -4054.46(kN·m) 竖向协力：N =åP =1599.77+204.75+58.50+14788.11+1282.63=17933.76(kN)
v
弯矩共计：åM =-3889.04-497.75-142.21-13128.04-4054.46+4051.94
= -17659.56(kN·m)
基底最大压应力：
N M 17933.76 17659.56
P = + = + max A W 81.45 102.39
=392.65(kPa)
因基底最大压应力P =392.65kPa<g[f]=1.0´420=420(kPa)，地基承载力满足
max R a
规范，故验算经过。
4.3.2汽车荷载布置为台后无荷载，车道荷载在桥上时
汽车荷载产生弯矩： M = -1886.33(kN·m) 土压力E 在水平分力产生弯矩：
M =-2504.75×(2.583+1.70)=-10727.84(kN·m)
土压力E 竖直方向(1)上产生弯矩：
M =-670.64(kN·m)
土压力产生弯矩：M =-10727(2).84-670.64=-11398.48(kN·m)
竖向协力： N =åP =14788.11+1599.77+775.95+58.50+1148.35=18370.68(kN) 弯矩共计：åM =-3889.04-1886.33-142.21-11398.48+4051.94-4054.46
v
= -17318.58(kN·m)
基底最大压应力：
N M 18370.68 17318.58
P = + = + max A W 81.45 102.39
=394.69(kPa)
因P =394.69<g[f]=1.0´420=420(kPa)，地基承载力满足规范，故验算经过。
max R a
5 基础稳定性验算
在基础计算时，必须确保基础本身具备足够稳定性。基础稳定性验算包含基础倾
覆稳定性验算和基础滑动稳定性验算。计算稳定性时要考虑设计水位对桥台影响。
按设计水位考虑浮力，如图5-1。浆砌圬工体水浮力为10kN/m 3。

1 土浮重度： g, = (g-10) 1+e 0
式中：e——土空隙比；
g——土固体颗粒重度，通常采取 27kN/m 3。
0
1 得： g, =´(27-10)=10.97(kN/m3) 1+0.55
台内填土浮重度： 18-10.9=77.0(3kN/m 3) 设计水位高度(到基础顶面，离桥梁底面1.5m)：H=6.348-1.5=4.848(m)
5.1 有设计水位时台身及填土所受浮力计算设计水位时台身及填土所受浮力计算见表5-1。
设计水位时桥台浮力计算表 表5-1

5.2 计算上部荷载及基础襟边土重
上部恒载： P =1599.77(kN)
R

上部恒载产生弯矩：
M = -3889.04(kN·m)
基础及襟边土重，由天然地面算起，用浮重度计算，即：
P=7.542´10.8´1.7´10.97+0.4´10.8×(69.10-68.90)´10.97
+0.4×6.742×(69.10 -68.90)´10.97×2=1540.34(kN) 弯矩： M =0.4´10.×80.2´10.9×7(-0.2-3.37)=1-33.8(kN·5 m)
5.3 设计水位时台后土压力计算有设计水位时，台后土压力改变，如图5-1所表示。

图5-1 设计水位处台身尺寸及土压力 (尺寸单位：m )
设计水位以上土压力计算：
1
E = gH (H +2h)mB
1 2 1 1
1
= ´18×2.9×(2.9+2×0.453)×0.51´10
2
= 446.32(kN)
设计水位以下土压力算：
1
E =g¢H (2H +H +2h)mB
2 2 2 1 2
1
= ´10.97´6.548´(2×0.453+6.548+2×2.9)×0.51´10 2
= 2427.74(kN)
E 作用点至设计水位竖向距离：
1
H H +3h 2.9 2.9+3×0.453
C = 1 × 1 = ×=1.082(m)
1x 3 H +2h 3 2.9+2×0.453
1
E 作用点在竖直方向至基础底面距离：
2
H H +3(h+H ) 6.548 6.548+3×(0.453+2.9)
C = 2 × 2 1 = × =2.735(m)
2x 3 H +2(h+H ) 3 6.548+2×(0.453+2.9)
2 1
E1 作用点在竖直方向上到基础形心轴距离：
C =6.548+1.082=7.63(m)
E 在水平方向和竖直方向分(1)力计算：
1
E =E ×cosq =E cos (j+d)=446.32×cos24.63°=405.71(kN)
1x 1 1
E =E ×sinq =E sin (j+d)=446.32×sin24.63°=186.01(kN)
E 在水平方向和(1y)竖(1)直方向的(1)分力计算：
2
E =E ×cosq =E cos (j+d)=2427.74×cos24.63°=2206.86(kN)
2x 2 2
E =E ×sinq =E sin (j+d)=2427.74×sin24.63°=1011.78(kN)
2y 2 2
水平方向协力计算：
E =E +E =405.71+2206.86=2612.57(kN)
H 1x 2x
竖直方向协力计算：
E =E +E =186.01+1011.78=1197.79(kN)
E 和E 作用点在(V)竖直方向(1y)上(2y)到基底形心轴距离：
1 2 b =1.082/2.9×0.363+0.607+0.261=1.003(m)
1
b =(2.735-1.7)/7.748×0.97+0.261=0.391(m)
土压力对基底弯矩：(2)
M =-2206.86×2.735-405.71×(6.548+1.082)=-9131.33(kN·m)
1
M =1011.78×(0.391)+ 186.01×(-1.003)= -582.17(kN·m)
2
M =M +M =-9131.33-582.17=-9713.5(kN·m)
1 2
5.4 抗倾覆稳定性验算
验算基底抗倾覆稳定性，意在确保桥梁墩台不致向一侧倾倒。倾覆稳定性通惯用抗
倾覆稳定性系数k 表示：
0
s
k = （5.4.1）
0 e
0
式中：s——在截面重心至协力作用点延长线上，自载面重心至验算倾覆轴距离；

e——全部外力协力在验算截面作用点对基础形心轴偏心距。
抗0倾覆稳定验算时，以最不利情况台后无荷载，桥上有荷载作用的验算，则摩阻(性)
力产生弯矩为：
M =-479.931×(6.748+1.7)= -4054.46(kN·m)
竖直方向协力为：
åP=1599.77+775.95+58.5+1540.34+1197.79+8162.17=13334.52(kN)
各种荷载对基础底面弯矩为：
åM =3081.00-1886.33-33.85-142.21-3889.04-9713.5-4054.46
= -16638.39(kN·m)
偏心距计算：
∑Pe +∑H h ∑M 16638.39 e = i i∑P i i =∑P =13334.52=1.248(m)
0
i
抗倾覆系数：
s 3.77
k = ==3.02>[k ]=1.3
0 e 1.248 0
0
故基础抗倾覆系数满足规范要求。当台后和桥上都有荷载时，分析安全度更大，故
验算忽略。
5.5 抗滑动稳定性验算
验算基底抗滑稳定性，意在预防基础因为水平推力克服基础底面与基底土之间摩擦阻力而沿基底面滑动。滑动稳定性通惯用滑动稳定系数 k 表示： c
m∑P +∑H
kc = ∑i H ip （5.5.1）
ia
式中： m ——基础底面与地基土之间摩擦系数；
åP ——竖向力总和；
i
åP ——抗滑稳定水平力总和；
ip
åH ——滑动水平力总和。
ia
以最不利情况（台后无荷载，桥上有车道荷载作用）验算抗滑稳定性抗滑稳定水平力总和：
åP =479.931+165=644.93(kN)
ip
滑动水平力总和：

åH =2612.57(kN)
ia
竖向力总和：
åP =13334.52(kN·m)
因基础底面是粘土，查规范得摩擦(i)系数m=0.25。滑动稳定系数：
m∑P +∑H 0.25´13334.5+644.93
kc = ∑i H ip = 2612.57 =1.532³[kc]=1.2
ia
计算得到滑动稳定系数满足规范要求，故验算经过。
5.6 基底协力偏心距验算
依照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—) 4.2.5条，非岩石地基桥台基础协力偏心距e 应符合以下要求：
（1） 永久作用标(0)准值效应组合，[e ]£0.75r；
0
（2） 作用标准值效应组合，[e ]£1.0r。
0 e
其中，ρ= 0 ，为关键半径； p A
1- min N
N M
p = - ，为基底最小应力。 min A W
5.6.1永久作用标准值效应组共计算土压力时扣除汽车荷载等代土层在台后引发土压力，则：
土压力： E = 2612.57-18×0.453×0.51×9.448×10= 2219.67(kN)
-9713.5
弯矩： M =2219.67´=-8252.70(kN·m)
2612.57
竖向协力：
åP=1599.77+8162.17+1540.34+1197.79×2219.67/2612.57
=12319.94(kN)
各种荷载产生弯矩和：
åM =-8252.70-3889.04-33.85+3081.00=-9094.59(kN·m)
偏心距：
∑M 9094.59
e =(m)
0

基底最小压应力：
N M 12319.94 9094.59
p = - = - =62.435(kPa) min A W 81.45 102.39
关键半径：
e 0.738
r= 0 = =1.257(m) p A 62.435´81.45
1- min 1-
N 12319.94
从而e =0.738m £0.75r=0.75´1.257=0.943(m)，满足规范，故验算经过。
0
5.6.2作用标准值效应组合
偏心距计算：
∑Pe +∑H h ∑M 16638.39 e = i i∑P i i =∑P =13334.52=1.248(m)
0
i
基底最小压应力：
N M 13334.52 16638.39
p = - = - =1.214(kPa) min A W 81.45 102.39 e 1.248
关键半径： r= 0 = =1.257(m)
p A 1.214´81.45
1- m in 1-
N 13334.52
从而e=1.248(m)£r=1.257(m)，满足规范，故验算经过。
0
6 沉降量桥梁墩台基础沉降量计算只考虑恒载作用，用《地基基础规范》法计算沉降量。
6.1 基底应力计算各种荷载重力共计：
åP=1599.77+14788.11+3184.84+16.848+21.04=19610.61(kN)
基底平均应力：
åP 19610.61
s= ==240.77(kPa) A 81.45
6.2 桥台基底附加应力计算基底平均附加压应力：
p =p- hg=240.77-19×1.3-19.5×0.7 = 202.42(kPa)= 0.202(MPa)
0
6.3 沉降深度确定据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—）要求，地基沉降计算时设定计算深度z，在z 以上取Dz厚度，其沉降量应符合以下要求： n n
Ds £0.025ån Ds
n i
依照简化计算公式：
z =b(2.5-0.4lnb)
n
=7.542´(2.5-0.4´ln7.542)
=12.76(m)
大致确定沉降深度为z=13m，基础宽度b=7.542m，依据规范取沉降深度z 以上Dz n n
厚度为0.8m。
6.4 沉降量计算各层土重度和压缩模量见表6-1。
土层各项参数表 表6-1
序号

土层

土质重度
γ
（
kN/m
3
）

压缩模量
E
s
（
Mpa
）

1

亚砂土

19.0

14.2
2

亚粘土

19.8

14.6

3

粘土

18.5

14.5

4

亚砂土

18.5

15.1

5
粉土

19.0

15.0

因为基础底面以下土层为亚粘土、粘土、亚砂土、粉砂，故在地基沉降深度范围
内将土层划分为四个层。
z 0.2 l 10.8
在亚粘土层， 1 ==0.027， = =1.432，则查表得平均附加压应力系 b 7.542 b 7.542
数为α=0.999。
1
z 0.4 l 10.8
在粘土层， 2 = =0.053， = =1.432，则查表得平均附加压应力系数 b 7.542 b 7.542
为α=0.998。
2
z 9.9 l 10.8
在亚砂土层， 3 = =1.313， = =1.432，则查表得平均附加压应力系 b 7.542 b 7.542
数为α=0.651。
3
z 12.2 l 10.8
在粉砂土层， 4 = =1.618， = =1.432，则查表得平均附加压应力系 b 7.542 b 7.542
数为α=0.581。
4