桥梁基础与墩台复习总结.docx

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桥梁基础与墩台复习总结

第一章 

1.1桥梁的组成：

上部结构和下部结构 1.1基础依其埋置深度划分为浅基础和深基础。

 1.3浅基础与深基础有什么区别？

答：

浅基础由于基础埋置深度较浅，在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的固着影响，而使受力明确，计算简化，基础结构形式和是施工方法也较简单。

深基础：

埋入地层深度较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑侧面土体的影响。

1.4地基：

人工地基和天然地基 

1.5根据我国建设方针，墩台基础按照安全、适用、经济、美观的原则进行设计，主要解决结构安全与造价经济的统一，使用功能与美学造型的统一。

1.6桥梁所受各种作用，按随时间的变异分为以下三类：

永久作用、可变作用、偶然作用。

作用分类表。

1.7作用代表值 

1.8.按承载能力极限状态要求，结构构件自身承载力及稳定性应采用作用效应基本组合和偶然组合进行验算。

当基础结构需要进行正常使用极限状态设计时，采用作用效应的短期效应组合和长期效应组合进行验算。

1.9 进行作用效应组合的注意事项 

（1）当可变作用的出现对结构、结构构件或某验算项目产生有利影响时，该作用不应参与组合。

实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，《公桥基规》规定不考虑其作用效应组合。

（2）当结构或结构构件需作不同受力方向验算时，则应以不同方向的最不利的作用进行组合。

（3）《公路桥涵设计通用规范》只指出了作用效应组合要考虑的范围，其具体组合内容尚需设计者根据实际情况确定。

（4）作用效应偶然组合用于在结构特殊情况下的设计，所以不是所有公路桥涵结构都要采用的，一些结构也可采取构造或其他预防措施来解决。

（5）对于专为承受某种作用而设置的结构或装置，如桥墩的防船撞装置设计，船舶撞击作用被视为主导作用，在该作用效应组合时，其分项系数可取与汽车荷载相同值。

（6）施工阶段作用效应组合，应按计算需要及结构所处条件确定，结构上的施工人员和施工机器均作为临时荷载加以考虑。

（7）多个偶然作用不同时参与组合。

1.10作用于桥台台身墙背的土侧压力，根据台身位移方向不同，产生三种不同的土压力，即：

静止土压力、主动土压力、被动土压力。

（1）当验算倾覆和滑动稳定时，墩、台前侧地面以下不受冲刷部分土的侧压力可按静止土压力计算。

拱桥桥台可能出现向路堤方向移动时，其台背土压力稳定性验算按静止土压力计算。

（2）台身墙体离开填土向前（桥跨向）移动，台背土体达到主动平衡状态，作用在台背上的土压力为主动土压力。

公路桥涵设计规范中的主动土压力计算采用库伦土压力公式。

1.11水的浮力可按下列规定采用：

（1）基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基压力时，仅考虑最低水位的浮力，或不考虑水的浮力。

（2）基础嵌入不透水性地基的桥梁墩台不考虑水的浮力。

（3）作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部底面积。

对桩嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时应扣除桩的截面面积。

（4）当不能确定地基是否透水时，应以透水和不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。

1.12 汽车荷载由车辆荷载和车道荷载组成。

1.13汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级。

 1.14汽车荷载冲击力计算条件？

（1）钢桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。

（2）填料厚度（包括路面厚度）大于或等于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。

（3）支座的冲击力按相应的桥梁取用。

（4）汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数 1.15汽车荷载引起的土侧压力采用车辆荷载加载。

1.16 汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算 1.16 荷载的作用点 

（1）制动力的着力点在桥面以上1.2m处，计算墩台时，可移至支座中心或支座底座面上。

计算刚构桥、拱桥时，制动力的着力点可移至桥面上，但不计因此产生的竖向力和力矩。

（2）离心力作用点在桥面以上1.2m处。

（3）流水压力合力的着力点，假定在设计水位线以下0.3倍水深处 （4）冰压力合力作用在计算结冰水位以下0.3倍冰厚处。

（5）内河船舶的撞击点，假定为计算通航水位线以上2m的桥墩宽度或长度的中点。

（6）海伦船舶撞击点：

需视实际情况而定。

（7）漂流物的撞击作用点，假定为计算通航水位线上的桥墩宽度中点。

1.17梁、板式桥墩台活载布置

（1）梁、板式桥桥墩 

第一种组合：

两跨布载，集中荷载布在支座反力影响线最大处。

若为不等跨桥墩，集中荷载应布在大跨上支座反力影响线最大处，其他可变作用方向应与大跨支座反力效果相同。

第二种组合：

单跨布载。

若为不等跨桥墩，应大跨布载。

其他可变作用方向应与汽车荷载反力作用效果相同，它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心距及稳定性的。

第三种组合：

当有冰压力或偶然作用中的船舶或漂流物作用时，按在桥墩各截面横桥方向可能产生与上述作用效果一致的最大偏心距和最大弯矩的状况组合。

此时顺桥向应按第一种组合处理，而横向可能是一列靠边布载（产生最大横向偏心距）；也可能是多列偏向或满布偏向（竖向力较大，而横向偏心较小）。

它是用来验算横桥方向上的墩身强度、基底应力、横向偏心距及稳定性的。

（2）梁、板式桥桥台 

桥台只作顺桥方向验算，除作整体验算外，其各结构部分（如侧墙或耳墙）还应独立进行作用组合验算。

一般梁、板式桥重力式桥台汽车荷载可按以下三种情况布置：

第一种：

汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上（此时根据《公桥通规》规定，以车辆荷载形式布载）； 

 第二种：

汽车荷载（以车道荷载形式布载）仅布置在桥跨结构上，集中荷载布置在支座上； 

第三种：

汽车荷载（以车道荷载形式布载）同时布置在桥跨结构和破坏棱体上，此时集中荷载可布置在支座上或台后填土的破坏棱体上。

1.18拱桥墩台活载布置 

（1）拱桥桥墩：

顺桥方向验算的作用及其组合：

对于普通桥墩应为相邻两孔的结构重力，在一孔或跨径较大的一孔满布汽车荷载（集中荷载布在影响线最大处），尚可有其他可变作用中的汽车制动力、纵向风力、温度影响等参与组合，并由此对桥墩产生不平衡水平推力、竖向力和弯矩。

对于单向推力墩则只考虑相邻两孔中跨径较大一孔的结构重力的作用力。

对于具有受强偶然作用的公路桥梁（强流冰、通航性河流船舶撞击、强地震区），要进行横桥方向验算，而对于大跨度拱桥，还有进行横桥方向的平面稳定性验算，其作用组合，除双跨偏载（偏向下游侧）布置汽车车道荷载外（以拱脚产生最大竖向反力为最不利），其他作用还有风力、流水压力、冰压力、船舶或漂流物撞击、地震作用等参与组合。

（2）拱桥桥台 

按以下两种情况布置汽车荷载进行作用效应组合。

第一种：

桥上满布车道荷载，集中荷载布在水平推力影响线最大处，使拱脚水平推力PH达到最大值，温度上升，制动力向路堤方向，台后按压实土考虑土侧压力，使桥台有向路堤方向偏转的趋势。

第二种：

台后破坏棱体上布满车辆荷载，制动力向桥跨方向，桥跨上无汽车荷载，温度下降，台后按未压实土考虑土侧压力，使桥台有向桥跨方向偏移的趋势。

第二章 桥梁墩台类型 

2.1墩台的类型和适用性  

第三章 

3.1根据扩大基础受力状态及采用的材料性能可分为刚性扩大基础和柔性扩大基础。

 3.2何谓刚性角，它与什么因素有关？

刚性角：

墩台身底边缘与基础边缘连线同竖直线间的最大夹角称为刚性角。

刚性角与材料性质有关。

3.3确定基础的埋置深度应考虑哪些因素？

基础埋置深度对地基承载力有什么影响？

3.4涵洞基础：

（1）在无冲刷处（岩石地基除外），应设在地面或河床以下埋深不小于1.0m；

（2）如有冲刷，基底埋深应在局部冲刷线以下不小于1.0m；（3）如河床上有铺砌层时，基础底面宜设置在铺砌层顶面以下不小于1.0m。

3.5当墩台基底设置在不冻胀土层中时，基底埋深可不受冻深的限制。

上部为外超静定结构的桥涵基础，其地基为冻胀土层时，应将基底埋入冻结线以下不小于0.25m。

3.6为了保证持力层的稳定和不受扰动，规定基础底面的埋置深度（岩石地基除外）均应在天然地面或无冲刷河流的河床以下不小于1.0m。

3.7基础立面尺寸，为了保护基础，一般要求基础顶面标高不宜高于最低水位或地面。

考虑基础扩大后阻水严重，通航性河流影响通航，所以设计中尽量将基础顶面不露出河床。

3.8基础平面尺寸，对于柔性扩大基础，主要通过承载力试算得到合理的平面尺寸。

刚性扩大基础，则主要依据墩台身底截面和刚性角控制确定。

3.9刚性扩大基础验算内容：

一、地基承载力验算；二、基底合力偏心距验算；三、基础稳定性验算；四、基础沉降验算

3.10地基土容许承载力计算公式及各参数的取值？

它随深度和宽度的变化情况？

3.11地基承载力验算采用的荷载组合？

答：

地基进行竖向承载力验算时，传至基底或承台底面的作用效应应按正常使用极限状态的短期效应组合采用；同时尚应考虑作用效应的偶然组合（不包括地震作用）。

1当采用作用短期效应组合时，其中可变作用的频遇值系数均取1.0，且汽车荷载应计入冲击系数。

填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱桥、涵洞，以及重力式墩台，其地基计算可不计汽车冲击系数。

2当采用作用效应的偶然组合时，但不考虑结构重要性系数，作用分项系数、频遇值系数和准永久值系数均取1.0。

3.12当桥台台背填土的高度在5m以上时，应考虑台背填土对桥台基底或桩端平面处的附加竖向压应力。

对软土或软弱地基，如相邻墩台的距离小于5m时，应考虑邻近墩台对软土或软弱地基所引起的附加竖向压应力。

3.13验算基底合力偏心距的目的：

尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降，墩、台发生倾斜，影响正常使用。

3.14刚性扩大基础的抗倾覆稳定性系数，在同样作用组合条件下，略大于抗滑动稳定性系数。

这是考虑基础周边土对基础的抗滑动稳定，较之对基础的抗倾覆稳定，具有较大的稳定作用。

3.15有下列情况者，应验算墩台基底基础的沉降

（1）两相邻跨径差别悬殊。

（2）确定跨线桥或跨线渡槽下的净高时，需要预先计算其墩台沉降值。

（3）当墩台建筑在地质复杂、地层不均匀及承载力较差的地基上，应验算其沉降。

（4）桥梁改建或拓宽。

3.16沉降计算时，传至基底的作用效应应按正常使用极限状态下作用长期效应组合采用。

该组合仅为直接施加于结构上的永久作用标准值（不包括混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用）和可变作用准永久值（仅包括汽车荷载和人群荷载）引起的效应。

3.17墩台的沉降，应符合下列规定：

1.相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（或折角）。

2.外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应满足结构的受力要求。

3.18墩台基础的最终沉降量采用分层总和法计算。

沉降计算深度确定？

3.19水中浅基础围堰施工，各种围堰都应符合以下要求：

1.围堰顶面标高应高出施工期间中可能出现的最高水位（包括浪高）不小于0.5m~0.7m，有风浪时应适当加高。

2．要求河道断面压缩一般不超过流水断面积的30%。

对两边河岸河堤或下游建筑物有可能造成危害时，必须征得有关单位同意并采取有效防护措施。

3．堰内面积应满足基础施工需要的工作面（包括基坑集水沟、排水井、工作空间等必要的工作面），一般围堰坡脚距离基坑边缘的宽度，需根据土质和坑深酌定，但不应小于1.0m；4．围堰结构应能承受施工期间产生的土压力、水压力以及其他可能发生的荷载，满足强度和稳定要求。

围堰应具有良好的防渗性能。

第四章

4.1桩基