《基础工程》铁路桥梁桥墩基础课程设计(4)

（5） 基桩竖向抗压承载力验算

?0N?R和式基础偏心受压时，验算时要同时满足式（5-72）（5-73）

?0Nmax?1.2R两个条件，设计桩基的安全等级为一级，则建筑基桩重要性系数

?0=1.2。验算如下

?0N?1.2?5477.22?6572.66kN?R?7356.30kN

?0Nmax?1.2?5636.39?6763.67kN?1.2R?8707.56kN 两项验算均满足要求。 （6） 水平承载力检验

水平力H=34kN,水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角

??arctan34 ?0.074??5?，故可以不验算基桩的水平承载力。

25991.9（7） 承台抗冲切验算

设计承台厚2.0m，冲切破坏锥体的有效高度h0?1.9m。 a) 柱对承台的冲切验算。根据公式（5-93），（5-94），（5-95）

?0Fl??ftumh0

Fl?F??Qi

??0.72/???0.2?

式中：

Fl—作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值； —承台混凝土抗拉强度设计值； —冲切破坏锥体有效高度中线周长； —承台冲切破坏锥体的有效高度；

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ftumh0

?—冲切系数；

?—冲跨比，??a0/h0，a0为冲跨，即柱（墙）边或承台变

阶处到桩边的水平距离；当当

a0?0.20h0a0?0.20h0时，取

a0?0.20h0；

，取

a0?h0，?满足0.2~1.0；

F—作用于柱或墙底的竖向荷载设计值；

?Ni—冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承台和承台上土自重）设计值之和。

设计一级桩基，?0?1.2

Fl?F??Qi?25991.9?0?25991.9kN

由于在x方向a0?166mm，在y方向a0?200mm。采用两者平均值，即

a0?183mm，则

??a0/h0?183/1900?0.096

??0.72/???0.2??0.72/?0.096?0.2??2.43

?5.666?4.42?3.5?um?2????15.6m

22??承台混凝土选用C30，抗拉强度设计值ft?1430kPa，则

?ftumh0?2.43?1430?15.6?1.9?102996.04kN??0Fl?25991.9kN 满足要求。

（8） 承台底面形心处的位移计算 a) 设计荷载：

双线、纵向、二孔重载：

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N?30089.52kN,H?34kN,M?0kN?m

双线、纵向、一孔轻载：

N?25991.9kN,H?34kN,M?3246.42kN?m

b) 计算b1、? i.

桩的计算宽度：

b1?kf?d?1??0.9??1?1??1.8m

ii.

计算基础变形系数α

??5mb1 EII??d464?0.0491m4，

查《铁路桥规》Eh?2.8?107kPa

∴铁路E?0.8Eh?0.8?2.8?107?2.24?107kPa

EI?2.24?107?0.0491?1.10?106kPa/m4

假定桩为弹性桩，则其计算深度：

h??21d?21.05?1?4.1m????mhm深度内存在两层不同的土，则地基比例系数m的换算公式为：

m?m1h1?m2?2h1?h2?h22hm2

其中 m1?5000kN/m4，h1?2.59m，m2?8000kN/m4，h2?1.51m，则

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m1h12?m2(2h1?h2)h2m?2hm?5000?2.59?8000?(2?2.59?1.51)?1.514?6802.838kN/m4.122

∴ ??5mb156802.838?1.8??0.407m?1 6EI1.10?10 而?l?0.407?22?8.954?2.5，则桩为弹性桩，按弹性桩计算。

c) 计算单桩桩顶刚度?1、?2、?3、?4

?1?1l0??l1?AEC0A0

其中：

l0?0，l?22m，E?2.8?10kPa，A?7?d24?0.785m2，??1.0

24?32'D?d?2ltan?1?2?22tan?5.73m?3m，所以取D?3m44? A0??D24???324?7.069m2

?l?22m?10m ∴C0?m0l?ml?6802.838?22?149662.436kN/m3

?1?1l0??l1?AEC0A0?11.0?221?0.785?2.8?107149662.436?7.069?5.138?105kN/m?1.064,Y?0.985,?1.48又?l?0.407?22?8.954?4.0，查表有Y HMM∴?2??EIYH?0.407?1.1?10?1.064?7.891?10kN?m

3364??3??2EIYM?0.4072?1.1?106?0.985?1.795?105kN

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?4??EI?M?0.407?1.1?106?1.484?6.864?105kN?m/rad i.

计算承台刚性系数

?bb??ni?1?n?1?6?5.138?105?3.083?106kN/m?aa??ni?2?n?2?6?7.891?104?5.935?105kN?m?a????a???ni?3??n?3??6?1.795?105??1.077?106kN?????ni?4??ni?1xi52 3.427?6?6.864?10?6?5.138?10?()?1.303?10kN?m/rad25 对于低承台桩基，承台完全处于软塑砂粘土中，因此，承台的计算宽度为：

B0?b?1?9.4?1?10.4m，Ch?mh?8000?4.46?3.568?104kN/m3∴

?aa?Chh3.568?104?4.465??aa?B0?5.935?10?10.4??1.421?106kN?m

22?Chh23.568?104?4.4626?B0??1.077?10?10.4???0.153?106kN66

?a????a??a??????????Chh33.568?104?4.4637?B0?1.303?10?10.4??1.577?107kN?m/rad1212

ii.

计算承台底面形心处的位移a，b，β

桩基为竖直桩基，桩群对称布置，?ba??b???ab???a?0，则有：

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