桥梁墩台与基础

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1、桥梁墩台与基础工程复习资料1墩台的效应组合随时间的变异分为三类：永久作用可变作用偶然作用2效应组合：承载能力极限状态正常使用极限状态3汽车荷载：由车道荷载和车辆荷载组成4汽车荷载在桥台或挡土墙填土的破坏棱体引起的土侧压力，可按下列公式换算：工Gh =Bl0丫 一土的重力密度工G 布置在B x L0 L0桥台或挡土墙后填土破坏长度5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 验算地基应力时，仅考虑最低水位浮力，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，应考虑全部底面面积。对桩

2、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，应以透水或者不透水两种状况与其他作用组合，取其最 不利者。6梁、板式桥墩台作用效应组合第一种组合：按在桥墩各截面和基础底面可能产生最大竖向力的状况组合。目的是用来验 算墩身强度和基地最大压应力。第二种组合：按在桥墩各截面顺桥方向上可能产生最大偏心距和最大弯矩的状况组合。目 的是用来验算墩身强度，基底应力，偏心距及稳定性。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组合状况组合。目的用来

3、验算横桥方 向上的墩身强度，基底应力，偏心距及稳定性。7. 一般梁，板式桥重力式桥台汽车荷载按下列三种情况布置。第一种：汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上第二种：汽车荷载（以车道荷载的形式布载）仅布置在桥跨结构上，集中荷载布在支座上 第三种：汽车荷载（以车道荷载的形式布载）同时布置在桥跨结构和破坏棱体上，此时集 中荷载可布在支座上或者后台填土的破坏棱体上。8桥墩的类型：实体桥墩空心桥墩柱式桥墩排架墩和杆式（板式）结构墩按受力后变形 特征可分为：刚性桥墩和柔性桥墩9桩式桥墩：对于桩式墩，当墩柱高度大于桩的间距1.5倍时，为增加墩柱刚度而需在桩顶 设置横系梁。10柔性墩：将刚度不等的桥墩通过主梁

4、连为一体，这样纵向水平力就会按各桥墩的剪力刚度 进行分配，大部分传向刚度大的桥墩和桥台，小部分传给刚度小的桥墩，使那些刚度小的桥 墩在顺桥方向的墩身可以做的很薄，叫做柔性墩。11桥台的类型：按照桥台的结构形式分为：重力式、埋置式、轻式、组合式和承拉式桥台。 12般计算盖梁时汽车横向布置及横向分配系数可做如下考虑（1）单柱式墩台盖梁在计算盖梁支点负弯矩及各主梁位置截面时的剪力时，汽车横桥向 非对称布置，横向分配系数按偏心压力法计算。（2）双柱式墩台盖梁 在计算盖梁柱顶处负弯矩时，汽车横桥向采用非对称布置，横向分 配系数采用偏心压力法算，在计算盖梁跨中正弯矩时，汽车横桥向采用对称布置，横向分配 系

5、数采用杠杆法计算。（3）多柱式墩台盖梁汽车横桥向要按照盖梁各控制截面内力影响线来布置，横向分配系 数采用杠杆法计算，同时要注意由于多柱式墩台上部桥面比较宽，人行道亦相应较宽，边梁 可能在人行道下，所以应注意由于杠杆法计算横梁分配系数边梁偏小，而非对称布置偏心受 压法又对边梁计算偏大的问题。13. 浅基础的分类：扩大基础条形基础（L/B 10）筏板和箱型基础14. 刚性角：设计时要求基础悬出部分的宽度和基础的高度的比值限制在一定的范围之内这个 限制界限用角度表示称为刚性角。15. 基础埋置深度的确定：桥位处地质条件、河流冲刷深度的要求、季节性冻土地区考虑地基 土冻胀性的埋置深度、上部结构类型和荷

6、载影响、桥位地形条件、保持地基土稳定性的最小 埋深、相邻建筑物基础埋深的影响。确定埋置深度的原则是“能浅则不深”16基础底面最大压应力计算：_N maxo max =A小偏心e 060 max 二N 1+eo AI P17. 地基土容许承载力的确定：实验法调查法理论公式计算法规范公式计算18. 地基容许承载力：是指在保证地基土稳定的条件下，建筑结构的沉降量（即地基土的压缩 变形）不超过建筑物结构物正常使用所允许沉降量时的地基承载力。19地基土容许承载力的计算公式：IgL J+ k/（b - 2） + k2y（h - 3）Is 地基修正容许承载力k 0L b 2埋置深度h 3时，查表bb10m

7、取 10mh基础底面埋置深度，有水流冲刷的基础，由一般冲刷线算，不受水流冲刷者，由天 然底面算起，位于挖方内的基础，由开挖后地面算起，当h3时，取h=3Y 1 基底下持力层土的天然密度，如持力层在水面以下且为通水者，应采用浮重度Y 2 基底以上土的密度或不同土层的换算密度，如持力层在水面以下，且为不透水者， 不论基底以上土的透水性质如何，应一律采用饱和重度，如持力层为透水者，应一律采用浮 重度k1k2地基土容许承载力随基础宽度，深度修正系数20. 浅基础的设计：为使荷载作用下基底应力分布比较均匀，最大、最小相差不致太大，以免 使墩台基础产生较大的不均匀沉降和倾斜。21. 桩的分类：木桩、混凝土

8、桩、钢筋混凝土桩、管柱桩、预应力混凝土桩和钢管桩。22. 桩按截面形式来分：圆形桩、方形桩、多边形桩。 23什么是桩基础？若干根桩通过顶端的承台板联结成整体的承传力结构成为桩基础。24高桩承台的好处：由于承台位置较高，故能减少墩台圬工量，减少自重，施工较为方便， 较为经济，由于高桩承台的承台与桩的自由长度段周围无土固结共同受力，使基础整体刚度 小，基础桩受力不利，桩身内力和位移较大，稳定方面不如低桩承台。25护筒的作用：保护孔口不塌，固定桩位钻孔时起导向作用；隔离地面水并保护护筒内水位 高度，保护孔壁不塌。26泥浆的作用：增大孔内向外的静水压力，并在孔壁形成一层泥皮，隔断孔内水外水流起着 护壁

9、作用；用作悬浮钻渣，润滑钻头，减少钻进阻力。27钻孔的方法：旋转钻孔正循环钻孔：泥浆由泥浆泵压进泥浆笼头，通过钻杆从低端钻头 射出而输入孔底，泥浆挟钻渣上升，从护筒顶流入沉淀池。反循环旋转钻：泥浆先注入孔内， 通过的吸抽泵经过钻杆排到沉淀池。冲抓钻孔法冲击钻孔法28.桩吊点位置：采用一点吊x=0.293L采用两点吊x=0.207L采用三点吊x=0.13L29单桩轴向的破坏形式：压屈破坏整体剪切破坏刺入破坏30.摩擦桩荷载和破坏的规律：首先产生摩阻力；首先摩阻力达到极限值；首先摩阻力破坏。31单桩轴向容许承载力的确定：静载试桩法 规范法 锤击法 按桩身材料确定32. 负摩阻力：由于某些原因桩周围

10、土比桩身下降的程度大，产生的摩阻力叫做负摩阻力。33. 什么情况可能产生负魔阻力？（1）软粘土地基上受有高路堤填土压力而使软粘土产生过大的压缩变形；（2）由于大量抽取地下水而造成大面积地面沉降，导致表层土产生负摩阻力；（3）高路堤填土本身产生固结压缩变形（4）饱和软粘土由于打桩的挤压扰动，而使桩周形成欠压密的重塑区，因而产生负摩阻 力；（5）湿陷性黄土由于浸水沉陷造成桩周围土大量下沉或多年冻土地区融化xiachen-， 而产生的负摩阻力作用。34桩在横向荷载作用下的两种破坏状况：桩周围土体稳定破坏桩身材料破坏35. 地基系数确定：“m”法假设 “k”法假设“c”法假设 “张有龄”假设36. 单

11、桩横轴向承载力的静载实验方法：静载实验 规范法37单桩或单排桩：单桩情况，全部荷载由单桩所承受，务需分配，单排桩则是在外力作用平 面内（验算平面）或将桩投影到外力作用面（验算平面）上仅为一根桩，而在垂直外力作用 平面内是由两根或两根以上桩组成，称为单排桩。38. 多排桩：在外力作用平面（验算平面）内，或将桩投影到外力作用平面（验算平面）上有 两根或两根以上桩时，称为多排桩。39. 弹性单桩 单排桩设计计算程序（1）单桩、单排桩基础的初步设计方案拟定（2）单桩所受外荷载的分配（3）单桩轴向容许承载力的验算（4）参数计算（5）桩身内力计算（6）桩柱底最大压应力验算（7）桩柱顶水平面位移验算（8）桩

12、身强度验算与配筋设计40. 单排桩基础算例（1）基本设计资料（2）墩柱及桩的尺寸（3）荷载计算（4）桩长计算（5）桩身内力及应变计算41. 桩长计算公式最大冲刷线以下深度h, 般冲刷线则P = p = |u LiTi+A5d + Ksy2 （hj - 3） p二P1+P2+P3+P4+P5+P6+qLo+1/2 qh42. 单桩桩顶刚度系数的确定：p 1-桩顶仅产生单位轴向位移（bi=1）时，在桩顶引起的轴向力 p 2桩顶仅产生单位横轴向位移（ai=1 ）时，在桩顶引起的横轴向力 p 3桩顶仅产生单位横轴向位移（ai=1）时，桩顶引起的弯矩：桩顶仅产生单 位转角（0 i=1）时，在桩顶引起的横

13、轴向力p 4桩顶仅产生单位转角（0 i=1）时，在桩顶引起的弯矩43. 单桩与群桩的工作特点：桩基础一般情况都是有若干根桩组成的群桩基础，但在计算时 都是以单桩来计算其承载力，实践证明，有时单桩的工作状况不同于群桩的工作状况，还要 考虑群桩承载力效应，它与桩的类型、间距、入土深度及土的性质等因素有关。44. 摩擦桩单桩与群桩的工作特点：群桩的沉降量要比单桩之和大，而承载力也不等于单桩之和，要小于单桩之和，我国 现行公路基规规定，对于摩擦桩群桩底平面内桩距小于6倍桩径时，应考虑群桩效应。45. 根据基础埋置深度可分为：浅基础和深基础46. 进行地基基础方案设计时，一般考虑以下几个因素：（1）桥梁

14、上部结构的类型。设计技术标准及使用要求，尤其是上部结构对不均匀沉降的 敏感性要求；（2）可做持力层的地基土的性质及地基承载力；（3）水中基础要考虑冲刷深度与基础的结构形式及所用材料、基础的可能埋置深度（4）水中基础施工中围水挡土的可行措施及实施效果的预测（主要考虑施工水位 流速 基 坑排水）（5）施工期限、施工方法及所需要的设备等47. 沉井的构造：刃脚井壁隔墙井孔凹槽封底混凝土盖梁板预埋管组48. 旱地上沉井施工步骤：（1）平整场地铺设垫木（2）制作底节沉井（3）拆模和抽垫木（4）挖土下沉（5）沉井接高（6）地基检验和处理（7）沉井封底及浇注顶盖板49. 沉井下沉的助沉措施：临时助沉措施：（

15、1）严重或排水（2）井壁外饱水降低摩阻力（3）炮震法助沉 助沉设计：（1）采用泥浆润滑套下沉法（2）采用空气幕下沉法50. 沉井下沉中发生：偏移 倾斜 扭转51. 刃脚向外挠曲最不利状态：沉井下沉途中，刃脚内斜面切入土中约1.0m在地面（或岛面） 以上已接高一节沉井，此时刃脚因受井孔内土体的侧向土压力而在根部产生向外弯曲的 最大弯矩。刃脚所受的各力：主动土压力、水压力、土对刃脚外侧摩阻力、刃脚下土的 反力及刃脚自重。刃脚向内挠曲最不利计算：沉井以沉至（接近）设计标高，刃脚踏面下的土已挖空，尚 未浇注封底混凝土，此时刃脚外侧作用最大的土压力和水压力，产生向内弯曲的最大弯 矩。刃脚所受各力：刃脚外

16、侧的主动土压力及水压力、土对刃脚外侧摩阻力、刃脚自重。 刃脚在水平面内产生最大的沉井下最不利状况：沉井已沉至设计标高，刃脚踏面下土已 挖空，尚未浇注混凝土，这时刃脚是作为一个封闭的水平框架计算，受由最大的均布水 平力。地下连续墙：是利用各种挖槽机械，利用泥浆护壁的作用，在地下挖出窄而深的沟槽， 并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗水、挡土和承重功能的连续的地下墙体结构， 称为地下连续墙。软土的特点：天然含水量高、天然空隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小、 在荷载作用下，承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大而且沉降稳定历时较长。 地基处理的目的：利用置换、夯实、挤密、排水固结、胶结

17、加筋，对地基加固，提高地 基土的抗剪强度，增加承载力，改善土的压缩系性，渗透性和振动性。地基处理方法：置换垫层法：（1）垫层法（2）深层搅拌法排水固结法：（1）堆载预压法（2）砂井法（3）真空预压法（4）降低地 下水法振密、挤密法：（1）重锤夯实法（2）强夯法（3）振冲挤法（4）砂桩 其他方法：（1）加筋法（2）冷热处理法ff普通砂井竖向排水体袋装砂井排水系统（塑料排水板水平排水体一砂垫层排水固结/堆载法真空法加压系统降低地下水法电渗法 联合法振动打桩机成桩的方法：（1） 一次拔管成桩（2）逐步拔管成桩（3）重复压拔成桩 复合地基：由两种不同刚度的材料所组成的共同分担上部荷载并协调变形的地基。 冻土的分类：季节冻土和多年冻土。冻胀率：Kd=Ah/Zx100% Ah地面冻胀量（m）52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.Z0一标准冻结深度（m）