【文章內(nèi)容簡介】 22 0 5 3 6. 8 132 21 11 .9 6 20 .7 4R 92 11 .9 6 20 .7 4 0. 35 80 20 .7 4 0. 3532 2 2???? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ?????????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 15 作用在承臺底的豎向活載為 343 1 5 4 7 . 2 3 1 4 2 6 . 2 7 2 9 7 3 . 5N R R k N? ? ? ? ?活 R R4 對承臺底 xx軸的力矩 M 活 3 為 ? ?3 0 . 3 5 1 5 4 7 . 2 3 1 4 2 6 . 2 7 4 2 . 3 4M k N? ? ? ?活 ④雙孔空車荷載 支點(diǎn)反力56 1 32 .7 10 16 3. 52R R k N? ? ? ? ? 作用在承臺底的豎向活載為 ： 564 1 6 3 . 5 2 3 2 7N R R k N? ? ? ? ?活 R R4 對承臺底 xx軸的力矩 ： 4 0M ?活 （ 2）離心力 因該橋為直線橋所以離心力為 0。 （ 3）橫向搖擺力 橫向搖擺力取為 100kN，作為一個集中荷載取最不利位置，一水平方向垂直線路中心線作用于鋼軌頂面。 （ 4）活載土壓力 因橋墩兩側(cè)沒有土體，所以活載土壓力為 0。 附加力計算 （ 1）制動力（或牽引力） ①單孔重載與單孔輕載的制動力（或牽引力） 16 因單孔重載與單孔輕載作用在梁上的豎向靜活載相同，故其制動力（或牽引力）也相等，為 ? ?1 1 0 % 2 2 0 5 9 2 3 2 .7 7 .5 3 4 1 .8 4H k N? ? ? ? ? ? ????? H1 對承臺底 xx軸的力矩 MH1 為 ? ?1 3 4 1 . 8 4 0 . 4 5 7 2 . 25 + 0 . 4 0 6 1 2 . 9 5HM k N m? ? ? ? ? ? ②雙孔重載的制動力（或牽引力） 左孔梁為固定支座傳遞的制動力（或牽引力） ? ?21 1 0 % 2 2 0 5 9 2 3 2 .3 5 7 .5 6 .8 1 1 0 0 % 2 7 5 .9 7H k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? 右孔梁為滑動支座傳遞的制動力（或牽引力） ? ?22 1 0 % 9 2 1 1 . 9 6 8 0 2 0 . 7 4 5 0 % 1 3 7 . 9 8H k N? ? ? ? ? ? ? ? 傳到橋墩的制動力（或牽引力） 212 7 5 . 9 7 1 3 7 . 9 8 4 1 3 . 9 5 3 4 1 . 8 4H k N H k N? ? ? ? ? 故雙孔重載采用的制動力（或牽引力）為 2 3 4 1 .8 4H kN? H2 對承臺底 xx軸的力矩 2HM 為 2 2 0 6 1 2 . 9 5HM k N m?? （ 2）縱向風(fēng)力 ①風(fēng)荷載強(qiáng)度 1 . 4 8 k P a8001 . 2 31 . 3 71 . 1WKKKW 0321 ?????? 17 其中 1K 根據(jù)長邊迎風(fēng)的圓端形截面 l/b＞ ,由課本表 28 查得為 ?K ；2K 根據(jù)軌頂離地面的高度內(nèi)插得 ?K ； 3K 根據(jù)橋址所處地形為構(gòu)造剝蝕地中山區(qū)，河谷階地、河流峽谷區(qū)取為 ?K 。 ② 墊石 風(fēng)力 31 1 . 4 8 0 . 3 5 1 . 0 2 1 . 0 3 6H W A k N? ? ? ? ? ? ? ? H31 對承臺底 xx 軸的力矩 MH31 為 ? ?31 1 . 0 3 6 2 . 5 5 7 0 . 2 6 1 . 8 5HM k N m? ? ? ? ? ? ? 注： 墊石 風(fēng)力的合力作用點(diǎn)近似取為據(jù)承臺底以上 。 ④ 墩身風(fēng)力 常水位時 ? ?32 1 . 4 8 0 . 5 6 . 4 8 . 9 5 6 . 2 2 6 3 6 . 5 2H k N? ? ? ? ? ? ? H32 對承臺底 xx 軸的力矩 MH32 為 32 56 .2263 2 19 48 82HM k N m? ??? ? ? ? ????? 設(shè)計頻率水位時 ? ?33 1 . 4 8 0 . 5 6 . 4 8 . 8 5 5 5 . 1 2 6 2 2 . 0 3H k N? ? ? ? ? ? ? H33 對承臺底 xx 軸的力矩 MH33 為 335 5 .1 26 2 2 .0 3 2 .5 1 8 6 9 8 .2 22HM k N m? ??? ? ? ? ????? ⑤ 縱向風(fēng)力在承臺底產(chǎn)生的荷載 18 常水位時 ： 3 3 1 3 2H H H 1 . 0 3 6 6 3 6 . 5 2 6 3 7 . 5 6 k N??? ? ? ? ? H 3 H 3 1 H 3 2M M M 6 1 . 8 5 1 9 4 8 3 . 8 8 1 9 5 4 5 . 7 3 k N m??? ? ? ? ? ? 設(shè)計頻率水位 ： 3 3 1 3 3H H H 1 .0 3 6 62 2 . 0 3 62 3 . 0 6 6k N??? ? ? ? ? H 3 H 3 1 H 3 3M M M 6 1 . 8 5 1 8 6 9 8 . 2 2 1 8 7 6 0 . 0 7 k N m??? ? ? ? ? ? （ 3）流水壓力 常水位時： 橋墩的流水壓力為 ： 22 1 0 1 . 20 . 6 [0 . 5 (6 . 1 6 . 1 3 ) 0 . 7 8 1 . 2 2 8 ] 6 . 2 82 2 1 0w vP K A k Ng? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? P 對基底 yy軸的力矩 PM 為 26 .2 8 [ 1 .2 8 ( 1 .2 2 0 .7 8 ) ] 1 6 .4 23PM k N m? ? ? ? ? ? ? 設(shè)計頻率水位 ： 橋墩的流水壓力為 ： 22 1 0 1 . 80 . 6 [0 . 5 (6 . 0 5 6 . 1 3 ) 1 . 8 8 1 . 2 2 8 ] 2 0 . 6 22 2 1 0w vP K A k Ng? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 19 P 對基底 yy軸的力矩 PM 為 22 0 .6 2 [ 1 .2 8 ( 1 .2 2 1 .8 8 ) ] 6 93PM k N m? ? ? ? ? ? ? 荷載組合 （ 1）地基強(qiáng)度檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載或雙孔重載。 （ 2）基地偏心距檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔輕載。 （ 3）基地穩(wěn)定性檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔輕載。 荷載組合 （ 1） 單樁軸向承載力 檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，雙孔重載。 （ 2）墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 （ 3）樁身截面配筋計算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 （ 4）群樁基礎(chǔ)的承載力檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，雙孔重載。 綜上，荷載組合數(shù)據(jù)如下表所示： 表 21 荷載組合 荷載 組合 單孔輕載 單孔重載 N H M N H M 主力 恒載 常水位 0 0 0 0 設(shè)計頻率水位 0 0 0 0 活載 0 0 附加力 制動力 0 0 縱向風(fēng)力 常水位 0 0 設(shè)計頻率水位 0 0 荷載組合 雙孔重載 雙孔輕載 20 N H M N H M 主力 恒載 常水位 0 0 0 0 設(shè)計頻率水位 0 0 0 0 活載 0 327 0 0 附加力 制動力 0 0 縱向風(fēng)力 常水位 0 0 設(shè)計頻率水位 0 0 2. 4 基礎(chǔ)類型 及尺寸擬定 選定樁基類型 根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、料具的用量價格（包括料具的數(shù)量）、施工難易程度、物質(zhì)供應(yīng)和交通運(yùn)輸條件以及施工條件等等，經(jīng)過綜合考慮后決定以下 四 個可能的基礎(chǔ)類型，進(jìn)行比較選擇，采用最佳方案。 表 22 方案比較 基 礎(chǔ) 類 型 方 案 比 較 淺基礎(chǔ) 一般指基礎(chǔ)埋深小于基礎(chǔ)寬度或深度不超過 5m 的基礎(chǔ)。建筑物的淺平基多用磚、石、混凝土或鋼筋混凝土等材料組成，因為材料的抗拉性能差，截面強(qiáng)度要求較高，埋深較小，用料省，無需復(fù)雜的施工設(shè)備，因而工期短，造價低，但只適宜于上部荷載較小的建筑物。 低承臺樁基 穩(wěn)定性較好，但水中施工難度較大，故多用于季節(jié)性河流或沖刷深度較小的河流，航運(yùn)繁忙或有強(qiáng)烈流水的河流。位于旱地、淺水灘或季節(jié)性河流的墩臺，當(dāng)沖刷不深，施工排水不太困難時，選用低承臺樁基有利于提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。 高承臺樁基 當(dāng)常年有水，且水位較高，施工不易排水或河床沖刷較深，在沒有和不通航河流上，可采用高承臺樁基。有時為了節(jié)省圬工和便于施工，也可采用高承臺樁基。然而在水平力的作用下，由于承臺及部分樁身露出地面或局部沖刷線，減少了及自由段樁身側(cè)面的土抗力，樁身的內(nèi)力和位移都將大于低承臺樁基，在穩(wěn)定性方面也不如低承臺樁基。 沉井 沉井基礎(chǔ)占地面積小，施工方便，對鄰近建筑物影響小，沉井內(nèi)部空間還可得到充分利用。沉井法適用于地基深層土的承載力大，而上部土層比較松軟，易于開挖的地層。 由設(shè)計資料中的場地平面布置圖可知，所要設(shè)計的墩臺基礎(chǔ)位于 W3 泥巖中，持力層即為 W3 泥巖， W3 泥巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，天然重度為 20 3/mkN ，壓縮模量 21 為 120MPa ，基本承載力為 400kPa ，樁周土的極限側(cè)阻力 100kPa 。場地勘察未發(fā)現(xiàn)滑坡、巖溶、 斷層、破碎帶等不良地質(zhì)現(xiàn)象。本區(qū)蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，為貧水地區(qū) ，地下水量一般不大且埋藏較深， 地下水及地表水對普通混凝土不具侵蝕性。 綜合以上原因，選用低承臺樁基。 樁基類型分析：打入樁適用于稍松至中密的沙類土、粉土和流塑、軟塑的黏性土；震動下沉樁適用于沙類土、粉土、黏性土和碎石類土；樁尖爆擴(kuò)樁可用于硬塑黏性土以及中密、密實(shí)的沙類土和粉土；鉆孔灌注樁可用于各類土層、巖層；挖孔灌注樁可用于無地下水或少量地下水的土層。 根據(jù)地質(zhì)條件和各種類型樁基礎(chǔ)具有的不同特點(diǎn)，綜合分析后選用鉆孔灌注樁。 樁端持力層 W3 泥巖為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，再初步結(jié)合樁的埋置深度這里選用摩擦樁。 擬定樁長和樁徑 鉆孔灌注樁的設(shè)計樁徑（即鉆頭直徑）一般采用 ， ， ,不宜小于 米。 初步選擇樁徑為 。 初步選擇樁端持力層在 3W 泥巖層內(nèi)， 則 樁長的范圍為 1 1 2 0 . 4 1 + 1 0 . 6 1 1 1 8 . 2 2 8 . 4 1 1 1 2 0 . 4 1 + 2 3 . 2 1 1 1 8 . 2 2 2 1 . 0 1ml? ? ? ? ? ? ? ? 初步擬定樁長為 20m。 估算樁數(shù)及 擬定布樁形式 ： 由《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 得該摩擦型鉆孔灌注樁的容許承載力為 ? ? ? ?σAmlfU21P 0ii ?? ? 22 選擇沖擊錘，成孔樁徑 d=+=，則 mdU ??? 。 各土層極限摩阻力：粉砂 114 5 , 4 .2 1f kPa l m??， W 泥巖 225 0 , 4 .2f kPa l m??，3W 泥巖 331 0 0 , 1 1 .5 9f kP a l m??。 鉆孔灌注樁樁底支撐力折減系數(shù) 0m ， 10 25d h d?? ， 土質(zhì)較好， 經(jīng)查表，取 。 又 h﹥ 10d， ? ? ( 6 d )γk3)( 4 dγkσσ 239。2220 ???? 其中 400kPaσ0 ? ， 2k 為地基容許承載力深度修正系數(shù)，該設(shè)計樁底持力層為 W3 泥巖，按照碎石土中密狀態(tài)取 2k =5,故 39。2k 取 2k 的一般為 。 2γ 樁底以上土的天然重度的平均值 32 kN / .1 9 .. 4γ ??????? 故 ? ? k P . ???????? ? ? ? ? 21 πP 5 .0 3 4 .2 1 4 5 4 .2 5 0 1 1 .5 9 1 0 0 0 .6 1 .5 1 1 1 1 5 0 9 7 .48kN24? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ： 由荷載組合得到的總荷載值可知，常水位時的總荷載大于設(shè)計頻率水位時的總荷載，故在設(shè)計中只考慮常水位時的荷載情況。 作用于承臺底面的最大豎向荷載 (雙孔重載 ) 3N N N 2 4 1 8 7 . 2 4 2 9 7 3 . 5 2 7 1 6 0 . 7 4 k N? ? ? ? ?活恒 估算所需樁數(shù) 23